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(duì)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(shí)高昂的醫(yī)療費(fèi)用也給社會(huì)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)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(shí)、有效的方法之一。操作復(fù)雜、高風(fēng)險(xiǎn)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(shí)的仿真血管中血流的流動(dòng)與生理行為提供基礎(chǔ)性的支撐,同時(shí)能夠可視化地研究血液動(dòng)力學(xué)、血管狹窄病變等病理[1]。心臟血管系統(tǒng)是一個(gè)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(duì)于臨床醫(yī)學(xué)中仿真血管中的血流流動(dòng)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(gè)一個(gè)血管分支組成的樹狀結(jié)構(gòu),每個(gè)血管分支又由若干段組成,對(duì)于一個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜血管系統(tǒng)的有效分割;對(duì)于分割出的血管段,即主表面,提出了用圓臺(tái)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(duì)主表面的頂點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算擬合出了血管段的圓臺(tái)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(jì)標(biāo)號(hào)算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)段與段之間拓?fù)潢P(guān)系的準(zhǔn)自動(dòng)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?cè)O(shè)計(jì)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(cè)和去除并通過圓環(huán)實(shí)現(xiàn)了段與段之間的幾何連接。本文設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)整個(gè)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(dòng)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(tái)表面模型的構(gòu)建21-24
• 2.3.1 圓臺(tái)體的標(biāo)準(zhǔn)方程21-22
• 2.3.2 空間任意位置圓臺(tái)體的方程22-23
• 2.3.3 血管段圓臺(tái)模型的建模方法23-24
• 2.4 血管段的對(duì)象表示24-27
• 第3章 血管段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)準(zhǔn)自動(dòng)化構(gòu)建27-41
• 3.1 提出準(zhǔn)自動(dòng)化構(gòu)建的緣由27
• 3.2 參考段及其實(shí)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(shí)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(dòng)化標(biāo)號(hào)32-36
• 3.3.1 血管段標(biāo)號(hào)方法32-34
• 3.3.2 血管段標(biāo)號(hào)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(chǔ)方法36
• 3.5 血管段準(zhǔn)自動(dòng)化標(biāo)號(hào)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(gè)相鄰血管段相交性的判定方法42-46
• 4.2.1 國內(nèi)外對(duì)于判定兩個(gè)二次曲面相交性的研究42-43
• 4.2.2 兩個(gè)相鄰血管段相交性判定方法43-46
• 4.3 兩個(gè)血管段不相交時(shí)的連接方法46-49
• 4.4 兩個(gè)血管段相交時(shí)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(gè)血管段（圓臺(tái)面）間交線的計(jì)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(hào)：766595