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《武汉理工大学》 2007年
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基于虚拟现实技术的激光角膜热成形术仿真研究

杨艳芳  
【摘要】: 社会的发展使得人们越来越关注人身体上最精密的器官之一——眼睛,针对远视、近视、老花、异物侵入等不同的状况提出了很多的解决方法,从佩戴矫正眼镜到准分子激光,到人工角膜等,表明社会上对角膜相关疾病的关注。眼科屈光手术是当今眼科医学最前沿的领域之一,激光治疗近视得到全世界的广泛应用。随着近视治疗的日臻成熟,远视治疗越来越成为人们关注的焦点。但目前针对远视,特别是高度远视的治疗还没有很好的解决方案。因此,探索激光治疗远视有着重要的学术和应用价值。 本论文将虚拟现实技术、计算机仿真技术、应用激光技术、眼科屈光技术以及生物医学技术等多学科交叉结合,研究了半导体激光角膜热成形术对眼角膜作用机理:利用有限元方法针对眼睛角膜特性做了医学虚拟分析,定性分析了影响角膜曲率变化的主要因素;结合虚拟现实技术,建立眼角膜热成形术的虚拟仿真系统。 论文的主要内容包括: (1)分析了半导体激光角膜热成形术的实施原理,研究了基于有限元方法的激光角膜热成形术的虚拟分析过程;分析了热传导理论的微分方程和有限元方法模型,查阅了大量的国内外相关资料,确定了角膜组织的热参数,研究了半导体激光作为表面热源作用于角膜时,材料的热物理参数不随温度变化的情况下,在角膜上所产生的瞬态温度场,给出了不同参数下的激光作用时角膜的温度场分布曲线和穿透深度的比较。 (2)根据人眼及角膜结构、屈光不正产生的原因以及人眼的屈光学原理,分析了角膜屈光力D的变化率η与角膜术后的曲率半径变化率;运用有限元方法,通过建立几何模型,在相应的约束和加载的情况下,分析了不同参数情况下角膜的变形量以及曲率半径的变化率。通过分析对比,得到了每一种手术参数在手术中对角膜曲率变化效果的影响程度,确定了各个参量在屈光矫正中的作用效果。 (3)根据对角膜热分析和力学分析结果,对角膜热成形术的影响参数做了定性分析,设计了实验方案,完成实验设计及前期实验,对实验中产生的结果通过裂隙灯观察、角膜地形图仪观察,并做了电镜病理分析,说明了半导体激光角膜热成形术的安全性和有效性,为后期实验打下了基础。 (4)基于虚拟现实技术,构建了半导体激光角膜热成形术的医学仿真系统框架;结合面向对象设计和模块化设计方法,设计、开发了仿真系统,初步实现了半导体激光角膜热成形远视治疗的预测、计算和演示等仿真功能。研究了软组织的变形仿真的相关方法,针对眼球的构成以及角膜热成形术的原理,提出了质点弹簧法与基于压力模型的方法相结合的思想,实现了眼角膜三维仿真变形系统,为交互式角膜热成形术虚拟手术的实现打下了基础。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R779.63;R319

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【引证文献】
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1 高明向;虚拟环境中球形物体的动力学行为建模及其应用研究[D];武汉理工大学;2008年
2 刘文陆;基于激光热凝固效应的眼角膜屈光矫正原理及预测技术研究[D];武汉理工大学;2009年
【参考文献】
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1 乜颖,罗述谦;基于有限元的虚拟人体三维医学图像分析——一种四面体网格剖分算法[J];北京生物医学工程;2003年03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 段晓娟;基于OpenGL的纹理映射技术[J];长沙大学学报;2000年04期
4 李文锋,王琦,陈定方;虚拟设计环境建立与OpenGL和VRML的研究开发[J];工程图学学报;2000年02期
5 孙昕;激光治疗远视和散光[J];国外医学.眼科学分册;1997年04期
6 廉景才;Ho∶YAG激光角膜热成形术[J];国外医学.眼科学分册;1995年04期
7 张运海,廖文和,沈建新;准分子激光眼屈光手术中的一种过渡区模型[J];光学精密工程;2004年04期
8 何跃娟,朱日宏,沈中华,陆建,倪晓武;激光作用下的铝管热参数的变化对温度场的影响[J];光学技术;2005年02期
9 林振能,沈建新,廖文和;193nm准分子激光切削角膜的研究[J];激光技术;2003年06期
10 叶寒,廖文和,沈建新,林振能;激光近视矫正原理与实现[J];激光杂志;2004年02期
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1 沈建新;基于准分子激光消融的屈光与波前像差矫正技术研究与实现[D];南京航空航天大学;2003年
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【共引文献】
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1 严庆光;孙存友;范金;;人脸反求模型的注射成型翘曲变形分析与优化[J];工程塑料应用;2012年02期
2 许睦野;申玲;;对室内供热及保温系统的节能分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
3 柳飞;基于虚拟现实技术的网络课件的开发[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年03期
4 程飞;;基于扰动函数的凸凹映射技术[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年05期
5 程飞;;基于NURBS曲面和BTF的真实感图形绘制[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年05期
6 宋开宏,吴先良;杂质在线探测仪光路的优化设计与实现[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
7 王锐;蒋凉;高峰;何晓雄;;激光技术在无损检测领域中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
8 吴元斌;《计算机图形学》教学的几点体会[J];安康师专学报;2004年06期
9 ;Numerical analysis of ossicular chain lesion of human ear[J];Acta Mechanica Sinica;2009年02期
10 陆晓岚;杭后俊;;均匀B样条曲线的一种表示形式[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年03期
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1 程兆谷;张志平;;超大工件激光精密加工质量控制[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 郁松;樊晓平;廖志芳;;3D虚拟现实内镜手术仿真培训系统的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 李扬;谢春雪;赵小囡;李红;;基于模糊聚类的方法评定学生的学习状态[A];创新沈阳文集(B)[C];2009年
4 耿玉民;徐东东;张来明;;高功率TEA CO_2激光器非稳腔设计与实验[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 温磊;杨镜新;刘仁红;冯素雅;栾飞;陈伟;胡丽丽;;掺钕磷酸盐玻璃小信号增益性能研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 张国忠;周勇;沈茂;卢元爽;李兆东;李怡;;链条滑轨式棉柴夹持起拔机构设计与仿真[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 宋小伟;孙斌煜;;双辊带材铸轧侧封技术中熔融钢液液面宽度对侧封板所受温度场和应力场的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
8 于屏岗;薛青;尚其刚;贾建强;;基于分布式虚拟现实技术的坦克模拟训练系统研究[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 罗颖;;虚拟现实建筑设计的定位和发展趋势[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
10 邢旭东;李明山;陈怀超;张涛;;DPL热控分析和研究[A];2008年电子机械与微波结构工艺学术会议论文集[C];2008年
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4 毕德仓;微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D];中国海洋大学;2010年
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6 王峰;数字化背景下的城市公共艺术及其交互设计研究[D];江南大学;2010年
7 孙鸣捷;微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究[D];浙江大学;2010年
8 肖明兴;基于多体系统动力学的机织织物力学建模与仿真研究[D];东华大学;2010年
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2 王春华;Yb:YAG薄片内腔倍频技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
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4 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
5 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
6 郭炜杰;基于分形的花式线及其织物外观效果模拟的研究[D];浙江理工大学;2010年
7 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
8 张守银;非线性光学差频及和频方法产生太赫兹波及延迟成像的研究[D];郑州大学;2010年
9 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
10 贺俊博;气体检测系统中稳定LD工作的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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1 刘卫国,刘学贞,许方龙;台球技术旋转的生物力学分析[J];北京体育大学学报;2004年01期
2 刘大为;球体飞行轨迹异常的探讨[J];大学物理;1987年01期
3 葛隆祺;弧线球运动规律的探讨[J];大学物理;1991年07期
4 刘文瑞,额尔敦仓;在冲力作用下台球运动的力学分析[J];大学物理;2004年02期
5 刘雅君;高尔夫球射程问题的讨论[J];大学物理;2005年01期
6 郑援,李思昆,胡成军,鄢来斌;虚拟实体对象的行为建模方法研究[J];国防科技大学学报;1998年01期
7 周雨青,叶兆宁,吴宗汉;球类运动中空气阻力的计算和分析[J];物理与工程;2002年01期
8 叶善专;台球的运动和刚体的平面平行运动[J];工科物理;1994年02期
9 葛隆祺;体育运动中的流体力学[J];工科物理;1995年01期
10 刘喜斌;台球常见技巧的力学分析[J];工科物理;1998年04期
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1 杨艳芳;刘文陆;张博;陈定方;;激光热凝固效应对眼角膜的作用机理研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
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1 周丽琨;虚拟现实系统中不规则形体的几何表现[D];武汉理工大学;2003年
2 刘金鹏;虚拟现实系统中的物理建模和行为属性问题研究[D];武汉理工大学;2004年
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1 宋建勇;面向虚拟实体对象的行为建模关键技术研究[D];武汉理工大学;2005年
2 赵海军;半导体激光角膜热成形远视治疗医学仿真系统的研究[D];武汉理工大学;2006年
3 梁小红;虚拟环境中可变形体碰撞检测算法研究[D];中南大学;2007年
4 刘波;虚拟眼角膜建模与实时手术仿真关键技术研究[D];厦门大学;2008年
【二级引证文献】
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1 高明向;陈定方;;高尔夫球射程问题的动力学模拟研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2010年04期
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1 谷宁;基于刚体特性的物理仿真引擎的设计与实现[D];东北师范大学;2009年
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1 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
2 蔡涛,邱力军,廖琪梅,王舒宜,陈汉勇,周智明;虚拟现实技术及其在医学中的应用[J];第四军医大学学报;2001年S1期
3 尹毅东;医学虚拟现实技术的运用[J];第四军医大学学报;2002年S1期
4 是度芳,吴亚平,贺渝龙;固体中激光热弹超声的特性[J];固体力学学报;1997年04期
5 张琼;远视眼手术治疗的研究进展[J];国外医学.眼科学分册;1999年03期
6 张运海,沈建新,廖文和;准分子激光矫正复性近视散光的屈光学机理及应用[J];光学精密工程;2003年03期
7 付忠良;基于图像差距度量的阈值选取方法[J];计算机研究与发展;2001年05期
8 林振能,沈建新,廖文和;193nm准分子激光切削角膜的研究[J];激光技术;2003年06期
9 沈建新,胡利刚,廖文和;准分子激光切削角膜的数学模型与切削技术研究[J];激光生物学报;2003年01期
10 江海河,余吟山,陆志贤,周海;近视眼激光角膜切除术原理及控制方法[J];激光生物学报;1998年04期
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4 汪连兴;980nm波长半导体激光治疗特殊部位的海绵状血管瘤[J];应用激光;1998年05期
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10 张宗财;;半导体激光治疗牙本质敏感症148例疗效观察[J];工企医刊;2003年04期
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1 徐红艳;陆燕;李忠;;地球同步轨道辐射制冷器热分析[A];上海市制冷学会2005年学术年会论文集[C];2005年
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3 陈铮;沈又珍;;中温低压固化复合材料基体的研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
4 蒋明;杨邦朝;胡永达;邱宝军;何小琦;;一种快速的微电子封装结温预测方法[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
5 杨凯;刘兴江;白杨;朱广焱;;锂离子电池三维热仿真[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
6 杨腊虎;赵慧芳;于宝珠;陈立亚;刘小帅;;“热分析在药品检验中的应用”部分英文文章目录及摘要(英文)[A];2003年药物分析论坛“热分析在药物分析中的应用”专题学术研讨会论文集[C];2003年
7 陈正年;丁庆军;赵淳生;;采用DSC研究环氧基摩擦材料固化动力学[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
8 张秋萍;;热分析系统多机同时运行的优化实现方法[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
9 葛军;丁龙章;陈水福;;预应力混凝土框架计算的整体有限元方法[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十一届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2002年
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1 杨臖 柳洁;我国第一个水利工程虚拟仿真系统开始研制[N];中国水利报;2003年
2 本报记者 付毅飞;虚拟仿真系统让晶片做得更好[N];科技日报;2005年
3 本报记者 刘云涛;热分析应用需“冷思考”[N];中国医药报;2005年
4 记者 张丽;塔北油田地形虚拟仿真系统成功运行[N];新疆科技报(汉);2004年
5 谭啸;虚拟仿真构建产品创新能力[N];计算机世界;2006年
6 安世亚太 雷先华;某型战机RCS计算简报[N];中国航空报;2005年
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9 记者 常思哲;广电总局授沈阳动漫“国家级”牌匾[N];沈阳日报;2008年
10 ;全球LED需求预计 2012年后可转为正增长[N];消费日报;2009年
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4 苏哈布;开孔钢板剪力键的性能研究[D];同济大学;2007年
5 刘梅林;节点间断伽辽金有限元方法及其在计算电磁学中的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 胡姝芳;哈密顿系统有限元方法的长时间性质研究[D];湖南师范大学;2012年
8 杨军征;有限体积—有限元方法在油藏数值模拟中的原理和应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2011年
9 赵国忠;变分迭代方法及Lagrange坐标系下的间断有限元方法研究[D];中国工程物理研究院;2011年
10 许志强;钢管减径三维热力耦合刚塑性有限元虚拟仿真集成系统[D];燕山大学;2003年
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1 刘玉红;双包层平面波导激光器中热应力分析[D];天津大学;2007年
2 刘倩;基于Vega的广州清代六脉渠虚拟仿真系统的研究[D];广东工业大学;2011年
3 李彦娜;虚拟现实与图形建模技术在仿真中的应用研究[D];北京化工大学;2004年
4 栗惠;固体继电器的三维温度场分析[D];河北工业大学;2005年
5 孙绍龙;模具的虚拟仿真制造系统的研究[D];沈阳工业大学;2002年
6 李建伟;船舶辅锅炉操控系统的三维实体建模与虚拟仿真[D];集美大学;2009年
7 吴东;虚拟接口技术实验平台的设计与开发[D];吉林大学;2010年
8 钱少青;广州市林业信息工程构架研究[D];中南林学院;2004年
9 刘元柱;三维涡流场有限元分析与应用[D];电子科技大学;2007年
10 陈运鑫;小型超导磁体的电流引线及脉管制冷机研究[D];浙江大学;2007年
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