本文關(guān)鍵詞：人心臟血管系統(tǒng)血管段間拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建與幾何連接

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【摘要】：近年來,對于心臟血管的研究越來越受到人們的重視。我國每年死于心血管疾病的人數(shù)一直呈現(xiàn)上升階段,于此同時高昂的醫(yī)療費用也給社會造成了巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān),這就迫使醫(yī)生急切的想要了解心臟血管的組成。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)療中介入式放射療法是救治心血管疾病最及時、有效的方法之一。操作復(fù)雜、高風(fēng)險的心腦血管介入手術(shù),促使醫(yī)生利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練成為一種重要的臨床醫(yī)療方式。而血管的三維重建與血管段之間的拓?fù)潢P(guān)系以及血管參數(shù)化段之間的連接是開發(fā)心臟虛擬手術(shù)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ),即為真實的仿真血管中血流的流動與生理行為提供基礎(chǔ)性的支撐,同時能夠可視化地研究血液動力學(xué)、血管狹窄病變等病理[1]。心臟血管系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng),構(gòu)建完整的心臟血管系統(tǒng)對于臨床醫(yī)學(xué)中仿真血管中的血流流動具有十分重要的意義。本文在以VTK可視化工具和Marching Cubes算法所重構(gòu)的心臟血管等值面基礎(chǔ)上,將血管系統(tǒng)視為由一個一個血管分支組成的樹狀結(jié)構(gòu),每個血管分支又由若干段組成,對于一個段提出了用包圍盒的交互式分割方法,充分利用人的視覺與判定能力實現(xiàn)對復(fù)雜血管系統(tǒng)的有效分割;對于分割出的血管段,即主表面,提出了用圓臺體模型作為血管段的數(shù)學(xué)解析模型并利用最小二乘原理和最速梯度下降法對主表面的頂點坐標(biāo)的計算擬合出了血管段的圓臺模型。為了建立血管段之間的拓?fù)潢P(guān)系,我們提出了通過前驅(qū)與后繼以及后繼數(shù)目來表示同分支血管段間以及各血管分之間的拓?fù)潢P(guān)系,設(shè)計標(biāo)號算法實現(xiàn)了對段與段之間拓?fù)潢P(guān)系的準(zhǔn)自動化構(gòu)建。由于采用固定方位的包圍盒進(jìn)行血管段的分割與建模,以致多建模的血管段可能存在相交重疊的情況,我們設(shè)計同分支間血管段的連接算法完成相鄰血管段重疊部分的檢測和去除并通過圓環(huán)實現(xiàn)了段與段之間的幾何連接。本文設(shè)計的心臟血管段間拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建與幾何連接方法,為實現(xiàn)整個心臟血管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建以及仿真血管的血流流動奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：交互式分割 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示 準(zhǔn)自動化構(gòu)建 血管段的連接
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 國內(nèi)研究動態(tài)10-14
• 1.2.1 國內(nèi)基于心臟血管拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國外基于心臟血管拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建與幾何連接的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)14-16
• 1.3.1 研究的基本內(nèi)容14-15
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 面向心臟血流運動模擬需求的血管系統(tǒng)幾何表示16-27
• 2.1 心臟血管系統(tǒng)表示方法概述16-18
• 2.2 血管段的分割方法18-21
• 2.2.1 圖像分割簡介18-20
• 2.2.2 基于包圍盒的交互式分割方法20-21
• 2.3 血管段圓臺表面模型的構(gòu)建21-24
• 2.3.1 圓臺體的標(biāo)準(zhǔn)方程21-22
• 2.3.2 空間任意位置圓臺體的方程22-23
• 2.3.3 血管段圓臺模型的建模方法23-24
• 2.4 血管段的對象表示24-27
• 第3章 血管段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)準(zhǔn)自動化構(gòu)建27-41
• 3.1 提出準(zhǔn)自動化構(gòu)建的緣由27
• 3.2 參考段及其實現(xiàn)27-32
• 3.2.1 參考段的概念27
• 3.2.2 可視化工具VTK的簡單介紹27-31
• 3.2.3 參考段的實現(xiàn)（基于VTK的參考段三維可視化）31-32
• 3.3 血管段準(zhǔn)自動化標(biāo)號32-36
• 3.3.1 血管段標(biāo)號方法32-34
• 3.3.2 血管段標(biāo)號的算法描述34-36
• 3.4 心臟血管系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)永久性存儲方法36
• 3.5 血管段準(zhǔn)自動化標(biāo)號操作過程36-41
• 第4章 同分支內(nèi)血管間截面的連接41-58
• 4.1 血管段連接問題概述41-42
• 4.2 兩個相鄰血管段相交性的判定方法42-46
• 4.2.1 國內(nèi)外對于判定兩個二次曲面相交性的研究42-43
• 4.2.2 兩個相鄰血管段相交性判定方法43-46
• 4.3 兩個血管段不相交時的連接方法46-49
• 4.4 兩個血管段相交時的連接方法49-55
• 4.4.1 二次曲面求交方法簡介49-52
• 4.4.2 兩個血管段（圓臺面）間交線的計算方法52-55
• 4.5 同分支間血管段間截面連接的算法55-58
• 第5章 分支間血管段的連接58-61
• 5.1 分支間血管段連接概述58
• 5.2 分支間血管段連接算法58-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和研究成果66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何娟娟;人心臟血管系統(tǒng)血管段間拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建與幾何連接[D];云南師范大學(xué);2015年

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本文編號：766595