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《厦门大学》 2007年
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国人虚拟眼角膜建模与仿真研究

谢杰镇  
【摘要】: 生物体基本上是由软凝聚态物质组成,生物膜是软凝聚态物质物理研究的重要内容。本论文研究选定人眼角膜――一种典型的生物膜为研究对象展开。角膜是人眼的重要组成部分,角膜的特性对于眼疾病的诊断和治疗有着重要的意义,研究角膜的形态特征、物理特性,对其进行建模与仿真具有重要的学术意义和临床应用价值。 本文主要研究了在构建中国人虚拟眼角膜的形态和物理模型过程中所遇到的图像采集、分析、参数提取、形态建模、物理建模和虚拟仿真等方面的问题,探索一条将数字人眼组织模型数据与临床个体数据融合的研究路线,其目的是构造出能准确描述角膜的形态结构和物理模型,为构建“中国人虚拟眼”以及眼科医学教学和临床应用奠定重要的物质和技术基础。 本论文的主要研究内容和创新性工作如下: 1.负责设计并实现了一套从普通眼科临床使用的裂隙灯显微镜采集和分析眼前节显微图像的软硬件系统,提出了一种基于裂隙灯图像客观地获取眼前节的10多种生理参数和全自动分析报告眼角膜主要生理参数的新方法,设计了一种基于临床裂隙灯显微序列图像的角膜三维重建的方法。利用Directshow技术采集裂隙灯显微图像,采用等效的大津法阈值分割出角膜和虹膜区域,然后根据角膜和虹膜组织结构的边界拟合曲线提取眼前节的特征参数,获取并分析报告临床诊疗相关的眼角膜、虹膜、晶状体等组织主要生理参数。并以裂隙灯图像序列为基础,利用表面绘制方法实现基于病人裂隙灯图像的角膜三维重建。 2.原创性地制作并保存了646片眼组织切片标本,以此为基础获得了眼球切片一套五种图像基础数据集和切片角膜组织的图像数据集。作为团队的最主要骨干,负责实现了原创性地将一只眼球进行包埋、组织切削、染色并制成646片组织切片标本,以此为基础获得了眼球切片一套五种图像基础数据集和切片角膜组织的图像数据集,这是至今为止国内外一只眼球制成并保存组织标本数量最多、数据量最大的成果。 3.将经典的角膜数据和由裂隙灯图像所获取的临床人眼角膜数据进行融合,提出一种建立参数化的角膜形态模型和有限元物理模型的方法。结合经典的角膜数据和由裂隙灯图像所获取的临床人眼角膜数据,在合理简化和假设基础上采用参数化的建模方法,建立参数化的角膜形态模型和有限元物理模型,并进行了眼内压和外部压力改变时的角膜形变仿真研究,探索出将数字人技术为临床病人服务的研究路线。 4.建立人眼角膜的弹簧-质点模型,结合力反馈设备,对人眼角膜组织进行了接触虚拟仿真研究。针对眼角膜的基本几何和物理特征,设计了以AABB层次包围盒树结构为碰撞检测的基本数据结构,并改进了弹簧-质点模型,实现了虚拟眼角膜接触变形和触觉反馈仿真。实验表明,所提出的算法效率较高,在视觉和触觉上实现实时的绘制和反馈。很好的表现了人眼角膜的基本特征,为进一步建立虚拟手术仿真环境奠定了基础。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R319

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【引证文献】
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1 史双瑶;沈建新;梁春;;一种用于软组织变形仿真的支撑球弹簧模型[J];计算机应用与软件;2013年01期
2 刘兵;谢杰镇;王博亮;鞠颖;;基于有限元的角膜建模及RK手术分析[J];中国数字医学;2008年12期
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1 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
2 朱玲;虚拟手术中软组织形变与切割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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2 陈相概;虚拟手术中软组织形变过程研究与实现[D];中南大学;2010年
3 周丽媛;虚拟手术中基于无网格下触觉反馈算法的研究[D];南昌大学;2012年
【参考文献】
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1 杨加,吴祈耀,田捷,杨骅;几种图像分割算法在CT图像分割上的实现和比较[J];北京理工大学学报;2000年06期
2 仇安琪,白净;人体呼吸系统数学模型[J];北京生物医学工程;2000年01期
3 穆克智,史仪凯;几种阈值分割方法在瞳孔检测中的应用研究[J];北京生物医学工程;2005年06期
4 王家权,蒋和洋,曾衍钧,李秀云,齐莉;放射状角膜切开术有限元法计算机数值模拟的研究[J];北京生物医学工程;1999年02期
5 卢虹冰,白净,张立藩;多元非线性人体循环呼吸系统模型及其应用[J];第四军医大学学报;1999年03期
6 薛新生,应援宁,杨连海,田恩瑞,韩悦,吕志新,廉宗澂;眼眶容积的CT研究[J];放射学实践;2002年01期
7 袁永康;构建虚拟的人体器官[J];国外科技动态;2002年03期
8 贾允,丁艳,刘泽平;改进图像阈值分割算法的研究[J];光学技术;2005年01期
9 黄晓燕,江潇;裂隙灯眼前节分析系统的研究[J];光学仪器;2000年03期
10 严惠民,张兰,黄傲,成玉娟;图像处理技术在眼前节生物数据自动测量中的应用[J];光学仪器;1999年02期
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1 张艳玲;正常成人角膜数学模型的探讨[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谢杰镇;眼前节图像采集、分析、归档系统的研究与实现[D];厦门大学;2002年
【共引文献】
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1 张杰;张伯虎;赵娟;;监狱嵌入式视频web监控系统智能报警设计[J];安防科技;2006年04期
2 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
3 张崚,路威;基于小波尺度共生矩阵的分割算法在地物提取中的应用[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期
4 孙建西,霍冬梅;自拟八味大发散加减配合西药治疗深层单疱性角膜炎36例[J];安徽中医临床杂志;2001年03期
5 陈燕;;正容汤加减治疗麻痹性斜视临床观察[J];中医药临床杂志;2008年03期
6 李景福;;一种用于植物图像背景分割的最大熵改进算法的研究[J];安徽农业科学;2007年25期
7 吕秋霞;张景鸿;;基于神经网络的水果自动分类系统设计[J];安徽农业科学;2009年35期
8 王秋玉;王静;;挫伤性前房积血77例临床分析[J];安徽卫生职业技术学院学报;2006年05期
9 季鹏;龚邦国;;CT扫描在眼眶骨折诊断中的价值[J];安徽卫生职业技术学院学报;2007年02期
10 吴秋云,胡祥进;258例视力低常儿童屈光状态分析[J];安徽预防医学杂志;2003年05期
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1 黄河;段世慧;张生贵;;基于CAA的静强度虚拟试验可视化方法研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 邵陆寿;葛婧;丁克坚;;基于图像处理技术的水稻稻瘟病及水稻纹枯病的危害程度检测[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
3 南明星;笪良龙;卢晓亭;李玉阳;;复杂海区的三维声线轨迹可视化仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
4 黄春红;宋小全;刘智深;;基于激光雷达数据大气边界层高度检测方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 陈郁淦;周学成;罗锡文;曹霞;乐凯;;基于ITK和VTK的原位根系三维可视化研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 杨艳;吴效明;张燕儒;周静;袁衡新;;适用于心衰辅助术模拟仿真的循环系统模型的研究[A];第八届全国生物力学学术会议论文集[C];2006年
7 耿广锐;郎宝永;;商用车发动机增压器隔热罩形貌优化分析[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
8 田沄;周明全;武仲科;赵世凤;;基于VTK的医学体绘制方法研究[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
9 赵占杰;林小竹;;基于背景差分的运动目标检测算法[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
10 刘伟峰;唐先明;韩宝东;朱文妹;;基于GPU计算的光线投射法体绘制研究[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
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1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
3 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
4 张娜;面向脊柱微创手术机器人的图像处理与虚拟现实技术研究[D];南开大学;2010年
5 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
6 邓野;CTCS-3测试仿真环境可视化关键技术的研究[D];北京交通大学;2010年
7 华岗;地震体数据可视化与分析研究[D];浙江大学;2011年
8 车森;空间数据跨媒介可视化输出研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 李雪梅;图像采样的逆向求解及其在三维表示中的应用研究[D];山东大学;2010年
10 张伟;基于图像处理的井下煤尘在线检测技术的研究[D];山东大学;2010年
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1 武炜;煤矿井下火灾事故人员逃生可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
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7 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[D];山东科技大学;2010年
9 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
10 张竑;数字媒体时代的三维动画变革研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
【同被引文献】
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1 高宏建;吴水才;任新颖;刘有军;;利用Amira进行肝脏及其管道系统的三维重建[J];北京生物医学工程;2006年05期
2 王家权,蒋和洋,曾衍钧,李秀云,齐莉;放射状角膜切开术有限元法计算机数值模拟的研究[J];北京生物医学工程;1999年02期
3 吴涓,宋爱国,李建清;一种基于物理意义的快速力反馈形变模型及实时力觉响应算法[J];传感技术学报;2005年01期
4 付宜利;朴明波;王树国;;微创胆囊手术中胆囊管路松弛状态的仿真研究[J];大连海事大学学报;2009年01期
5 张小瑞;宋爱国;孙伟;李建清;;支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统[J];东南大学学报(自然科学版);2009年03期
6 张绍祥,刘正津,谭立文,邱明国,李七渝,李恺,崔高宇,郭燕丽,杨晓萍,张伟国,陈现红,陈金华,丁仕义,陈伟,陆明,游箭,许忠信,王欲甦,邓俊辉,唐泽圣;首例中国数字化可视人体完成[J];第三军医大学学报;2002年10期
7 张绍祥,王平安,刘正津,谭立文,邱明国,李七渝,李恺,崔高宇,郭燕丽,刘光久,单锦露,刘继军,张伟国,陈金华,王健,陈伟,陆明,游箭,庞学利,肖红,谢永明,许忠信,王欲甦,邓俊辉,唐泽圣;首套中国男、女数字化可视人体结构数据的可视化研究[J];第三军医大学学报;2003年07期
8 郭燕丽,张绍祥,刘正津,谭立文,邱明国,李七渝,崔高宇,李恺,杨晓萍,张伟国,陈现红,陈伟,陆明,王欲甦,邓俊辉,唐泽圣;首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义[J];第三军医大学学报;2003年07期
9 邱明国,张绍祥,刘正津,谭立文,王欲甦,邓俊辉,唐泽圣;耳三维重建及虚拟内窥镜[J];第三军医大学学报;2003年07期
10 纪峰,李汝勤;基于粒子-弹簧系统的面料仿真模型[J];纺织学报;2004年01期
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1 通讯员 高翔 黄伟;[N];长江日报;2010年
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1 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
2 王征;虚拟手术中的软组织形变仿真算法研究[D];东南大学;2006年
3 杨文珍;虚拟手交互真实力觉生成研究[D];浙江大学;2007年
4 宋超;基于物理的弹性变形模拟技术研究[D];浙江大学;2008年
5 廖胜辉;医学三维模型重建和体网格生成与变形研究[D];浙江大学;2008年
6 鲍春波;生物软组织建模仿真方法研究[D];大连理工大学;2008年
7 林科灿;肝脏三维重建及虚拟肝脏手术规划临床应用的研究[D];福建医科大学;2008年
8 戴培山;虚拟眼组织三维建模与仿真关键技术研究[D];中南大学;2007年
9 赵云亮;无网格法基函数的改进与应用[D];吉林大学;2008年
10 闵小平;鼻咽癌近距离放射治疗手术计划和仿真系统的关键技术研究[D];厦门大学;2008年
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1 聂晓丽;OrbscanⅡ系统对近视眼角膜形态和厚度改变的临床研究[D];郑州大学;2003年
2 任巨;虚拟心脏介入手术中的血流模拟和特效场景处理[D];国防科学技术大学;2005年
3 徐凯;基于力反馈的虚拟膝关节镜手术系统的研究与实现[D];国防科学技术大学;2005年
4 杨继红;CCD桥梁振动检测系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2007年
5 王彦臻;改进的弹簧振子模型及其在虚拟手术中的应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 周薇;眼动视频图像处理与跟踪系统研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 黄朝琴;无网格法理论与应用研究[D];中国石油大学;2007年
8 黄鹏飞;虚拟手术中有限元形变建模及应用[D];上海交通大学;2007年
9 王晨;基于物理的柔性管形变建模实时仿真[D];浙江大学;2008年
10 邵锋;角膜地形图测量装置的技术研究[D];南京理工大学;2008年
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1 周筠;面向生物医学仿真的表面重建和四面体化技术研究[D];中南大学;2012年
2 朱玲;虚拟手术中软组织形变与切割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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1 毛磊;基于无网格方法的软组织形变模型[D];华北水利水电学院;2011年
2 陈欣;虚拟宫腹腔镜技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 杨浩;虚拟微创手术中基于肝脏的碰撞检测与软体形变[D];北京工业大学;2013年
4 高元倩;仿真环境下微创外科手术机器人远程操作研究[D];天津大学;2012年
5 孙雨霞;基于力反馈的虚拟手术切割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 李志威;基于物理方法的三维模型变形研究[D];济南大学;2013年
7 陈传炼;深海采油结构重量转移过程分析研究[D];天津大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林宏;白净;;体外反搏中的血流分布与反搏方式的仿真研究[J];北京生物医学工程;1990年04期
2 吴冬生;张菊鹏;白净;;从能量角度研究体外反搏的优化[J];北京生物医学工程;1993年02期
3 邓崇知;CT三维重建在眼内异物定位中的应用价值[J];重庆医学;1999年04期
4 龚坚,李立源,陈维南;二维熵阈值分割的快速算法[J];东南大学学报;1996年04期
5 潘成胜,孙巧英,王琰;图象数据读取方法及阈值分割技术[J];电脑开发与应用;2000年01期
6 薛新生,应援宁,杨连海,田恩瑞,韩悦,吕志新,廉宗澂;眼眶容积的CT研究[J];放射学实践;2002年01期
7 任同明,宋念东,宋艳梅,冯志博;国人眼眶容积及骨性径线测量[J];解剖学研究;2002年03期
8 夏顺仁,吕维雪;双平面投影心血管三维重建技术研究新进展[J];国外医学.生物医学工程分册;1993年05期
9 童明杰,胡大可;认知医学数字图像通讯标准——DICOM[J];国外医学.生物医学工程分册;1999年05期
10 林天毅,段会龙,吕维雪;医学数字图像通讯(DICOM)标准及在我国的实施策略[J];国外医学.生物医学工程分册;1998年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张移,赖宗白,金玉梅;白内障超声乳化折叠式人工晶体植入后的角膜形态变化[J];中国实用眼科杂志;2001年11期
2 王竫华;;眼压升高引起的角膜形态变化[J];眼科新进展;1984年03期
3 包芳军;王晓幸;王勤美;陈世豪;符爱存;;近视患者角膜的非线性回归拟合曲面方程[J];眼视光学杂志;2007年03期
4 李学敏;斜视手术对眼角膜形态的影响[J];日本医学介绍;1991年04期
5 樊郑军;徐绍娟;贾泽昊;刘百臣;;近视眼角膜Q值的临床意义[J];国际眼科杂志;2006年03期
6 王小园;金敏;周传清;;准分子激光手术前后角膜形态及其波面像差的变化分析[J];临床眼科杂志;2009年03期
7 王强;李伟力;;角膜前弹力层研究进展[J];国际眼科杂志;2009年12期
8 何志远,梁纳,叶晓彬;角膜地形图仪与角膜形态的检测[J];中国眼镜科技杂志;1995年03期
9 李莹;张潇;罗岩;陈秉钧;丁欣;艾凤荣;;疑难性角膜屈光手术分析[J];眼科;2009年03期
10 刘金刚,葛风英,马春凤,李华琴,王沛涛,王传富,金梅玲,牛膺筠;深低温长期保存角膜技术的研究——冷冻保护剂的筛选[J];青岛大学医学院学报;1988年02期
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1 邵毅;易敬林;刘秋平;裴重刚;周琼;曾莉;张广斌;王乐;刘祖国;;马凡氏综合症患者角膜形态及厚度的特点[A];第十次全省中、西医眼科学术交流会(暨吉安地区眼科专委会成立会议)学术论文集[C];2010年
2 高晓唯;胡裕坤;任兵;李晓虹;;裂隙扫描角膜地形图(orbscanⅡ)评估LASIK术后角膜三维构造和屈光度的关系[A];西部地区眼科学学术会议论文汇编[C];2004年
3 邵婷婷;郑穗联;王波;施明光;;正常个体人眼角膜空间形态数学建模研究[A];2005年浙江省眼科学术会议论文集[C];2005年
4 孙丽霞;宋跃;张日平;郑重;汪洋;;中国南北方近视眼人群角膜形态对比[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
5 周传清;任秋实;;角膜波前像差与角膜形态的关系[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
6 刘睿;褚仁远;汪琳;周行涛;戴锦晖;瞿小妹;;正常角膜及圆锥角膜角膜滞后量和阻力因子量比较研究[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
7 廖荣丰;;颞侧透明角膜切口白内障超声乳化手术的角膜地形图观察[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
8 季鹏;毕宏生;王兴荣;高红;马晓华;;LASIK治疗近视术后角膜非球面性变化多因素分析[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
9 张泽华;侯光辉;;LASIK术后角膜瓣丢失的处理2例[A];第十二届广东省视光学学术会议专题讲座、论文汇编[C];2009年
10 陈凤华;;24例LASIK术中角膜瓣制作不良原因分析及处理[A];2007年贵州省医学会眼科学分会第五届第三次学术年会论文汇编[C];2007年
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1 ;角膜形态及全角膜厚度的系列研究[N];中国医药报;2003年
2 本版文章由中华人民共和国科学技术部国家科技奖励工作办公室提供;2002年度国家科学技术进步奖(医药类)专版[N];中国医药报;2003年
3 ;准分子激光疗法提升大连眼科医院竞争力[N];中国高新技术产业导报;2003年
4 王延国;山东寿光眼镜行业忧患多[N];人民政协报;2005年
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1 陈曦;近视激光术后眼表和泪膜的改变及其对人工泪液反应的对比研究[D];南方医科大学;2013年
2 周传清;人眼波面像差及其个性化矫正的研究[D];上海交通大学;2007年
3 买志彬;FEMTO LDV飞秒激光辅助LASIK术后角膜形态和视觉质量的研究[D];郑州大学;2010年
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1 刘兵;基于有限元方法的角膜屈光手术分析[D];厦门大学;2009年
2 叶康;针刺对去势雄兔泪液分泌的影响及其角膜形态学的变化[D];南京中医药大学;2010年
3 聂晓丽;OrbscanⅡ系统对近视眼角膜形态和厚度改变的临床研究[D];郑州大学;2003年
4 王婷芝;巩膜环扎外加压术后的屈光和眼压研究[D];郑州大学;2007年
5 于金玲;Epi-LASIK保留角膜上皮瓣与弃除角膜上皮瓣术后临床结果及角膜形态的比较性研究[D];天津医科大学;2009年
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7 李智敏;角膜屈光手术前后角膜形态与角膜像差及像差补偿关系的研究[D];天津医科大学;2011年
8 鞠燕;准分子激光原位角膜磨镶术后角膜形态及损伤修复的临床及实验研究[D];第二军医大学;2005年
9 王冬梅;高度近视准分子激光原位角膜磨镶术后角膜地形图变化与治疗效果分析[D];广西医科大学;2007年
10 王朝杰;玻璃体切除术后角膜性屈光改变的研究[D];郑州大学;2007年
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