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《青岛大学》 2005年
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虚拟手术几何建模中网格自动生成技术的研究

丁妹  
【摘要】:医学图像三维重建是医学仿真领域研究的热点问题之一,而网格自动生成技术又是是医学图像三维重建的关键性问题。医学图像三维重建是整个虚拟手术系统的基础部分,虚拟手术系统后期要进行有限元插值计算和切割缝合等操作,因而对虚拟手术几何建模部分提出了很高的要求。 本文从适应有限元计算的经典算法Delaunay算法入手,结合传统的虚拟手术几何建模方法移动四面体(Marching Tetrahedral)方法,提出了一种新的适合医学手术几何建模的方法。该改进的MT算法用标准的正四面体单元取代传统的正六面体单元分割成的四面体单元作为MT算法的网格初始化单元。实践证明改进MT算法的实施使得网格内部单元体质量和边缘分裂四面体质量都有了明显的提高。用这种方法生成的网格内部单元体的大小一致而且质量以达到了有限元方法所要求的理想网格标准,从而为虚拟手术后期有限元插值计算打下了良好的基础。 本文后期运用Delaunay精炼算法的思想,提出了针对改进的MT算法网格边缘四面体进行网格质量判断和提高的优化算法,进一步改进了该算法生成的网格质量。实践证明,本算法执行效率高,适应性强,操作界面友好,稳定性高。 本文注重对虚拟手术几何建模的基本算法的研究,其中对二维Delaunay网格生成算法的思路和有关数据结构做了深入细致的研究,并给出了实验结果。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP399

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 于素平;含内部孔洞的面模型虚拟切割仿真研究[D];青岛大学;2008年
2 吴东;三维虚拟截骨手术仿真与测量算法的研究[D];青岛大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 武晓波,王世新,肖春生;Delaunay三角网的生成算法研究[J];测绘学报;1999年01期
2 宫毅,李志刚,黄毓瑜;三维Delaunay剖分的断层直接插入算法[J];工程图学学报;2001年01期
3 朱经纬,蒙培生,王乘;基于MC算法的螺旋CT扫描数据的三维重建[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年03期
4 秦绪佳,欧宗瑛,侯建华;医学图像三维重建模型的剖切与立体视窗剪裁[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年03期
5 闵卫东,唐泽圣;二维任意域内点集的Delaunay三角划分的研究[J];计算机学报;1995年05期
6 武晓波,王世新,肖春生;一种生成Delaunay三角网的合成算法[J];遥感学报;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王世东;陈杨;张本福;孙光灵;黄晓梅;;八叉树在三维建模中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
2 王世东;;Voronoi在GCS建模中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年05期
3 王世东;;一种使用八叉树存储三角网格图元的算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
4 吉雪芸;三角函数在图案元素设计上的应用[J];保定师范专科学校学报;2005年02期
5 吉雪芸;李毅;;基于RGB向HSB转换的色调设计系统的探讨及实现[J];保定师范专科学校学报;2007年04期
6 蒲超,张育民;医学图象三维处理算法与应用[J];兵工自动化;2004年06期
7 冯霈,杨军,常雷;全资可视化系统设计综述[J];兵工自动化;2005年03期
8 朱敏;卢洪义;李海燕;;固体火箭发动机三维可视化无损检测系统设计[J];兵工学报;2008年07期
9 况代智,程朋根,车建仁;地质三维体重构的算法研究及其计算机实现[J];北京测绘;2004年04期
10 李涛;程朋根;;运用Direct3D实现空间离散点的四面体剖分[J];北京测绘;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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 张宗可;许矿华;陈鹏;;TIN的生成方法与应用研究[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
3 赵小祥;张佳佳;熊小冬;;基于AutoCAD的特征数据构建不规则三角网[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 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
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 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
7 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
8 马天;黄建国;陈建峰;;WSN监测系统中声压分布二维可视化研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
9 段文国;张爱武;蔡广杰;;基于VTK的点云数据绘制研究与实现[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 宋伟东;李兰勇;隋心;董山;;露天矿采场时空数据库的构建与应用研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;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
4 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
5 华岗;地震体数据可视化与分析研究[D];浙江大学;2011年
6 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
7 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
8 钱文华;基于纹理的非真实感绘制技术研究[D];云南大学;2010年
9 杨超;虚拟战场中电磁环境三维建模与绘制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 江雯倩;交互式协同空间天气数值模拟框架及可视化研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 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
6 周霞;基于粗糙集的电子商务交易知识获取研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 江岩;哈尔滨防洪数字平台建立与工程优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 梁永生;坦克战场景模拟仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 姜雪飞;基于SNMP的网络安全态势可视化技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 侯宇星;钢筋混凝土力学性能的细观数值模拟研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李成军;张弛;汪国平;;交互标记控制的快速网格分割[J];北京大学学报(自然科学版);2006年05期
2 吴淑芳;计算机辅助网格拼接技术[J];长春理工大学学报;2002年02期
3 邵春丽,胡鹏,黄承义,彭琪;DELAUNAY三角网的算法详述及其应用发展前景[J];测绘科学;2004年06期
4 林报嘉,叶燕林,赵建伟;三角网的生成与简化算法[J];地理学与国土研究;2001年01期
5 花卫华;邓伟萍;刘修国;尚建嘎;;一种改进的不规则三角网格曲面切割算法[J];地球科学;2006年05期
6 孙正;;造影图像序列中动脉血管的三维测量[J];光电工程;2007年08期
7 骆文博,王广志,丁海曙;计算机辅助手术系统[J];国外医学.生物医学工程分册;2001年06期
8 王承翔,黄天泽;平面多边形凹凸性的算法研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1995年05期
9 汪连贺,董江;Delaunay三角剖分的快速实现[J];海洋测绘;2005年03期
10 林晓梅;魏巍;张超;李琎;;基于医学图像的交互式三维测量技术研究与实现[J];长春工业大学学报(自然科学版);2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王渭滨;计算机辅助面部轮廓整形美容测量系统的研究[D];第一军医大学;2006年
2 周术诚;三维复杂形状拼接与破碎物体复原技术研究[D];西北大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李燕;交互式空间物体三维测量方法的研究与实现[D];西北大学;2003年
2 徐鹏宇;正颌外科虚拟手术计划系统的研究与开发[D];东南大学;2004年
3 任忠宝;颅颌面整形手术方案可视化技术研究[D];天津大学;2005年
4 周海燕;基于三维重建的肺部肿瘤的精确测量[D];浙江大学;2006年
5 袁芳林;人脸三维测量系统在医学测量中的应用[D];暨南大学;2006年
6 于素平;含内部孔洞的面模型虚拟切割仿真研究[D];青岛大学;2008年
7 徐敏;基于COM的颌面医学仿真原型系统[D];青岛大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吴东;三维虚拟截骨手术仿真与测量算法的研究[D];青岛大学;2010年
2 崔权维;基于VR技术风力机动力学模型三维可视化研究[D];新疆大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 唐泽圣,徐志强;二维点集三角剖分的动态生成与修改[J];计算机辅助设计与图形学学报;1990年03期
2 崔汉国,胡瑞安,金端峰,杨叔子;三维任意区域中点集的三角剖分算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1995年02期
3 丁永祥,夏巨谌,王英,肖景容;任意多边形的Delaunay三角剖分[J];计算机学报;1994年04期
4 闵卫东,唐泽圣;二维Delaunay三角划分的平均形态比最大性质[J];计算机学报;1994年S1期
5 闵卫东,唐泽圣;二维任意域内点集的Delaunay三角划分生成算法[J];计算机学报;1995年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 单锦露,张绍祥,刘正津,谭立文,林支付,王平安;女性盆腔的可视化研究及其意义[J];中国医学影像技术;2005年03期
2 臧爱云,原魁;基于真实切割的虚拟手术中力觉模型建模方法研究[J];中国体视学与图像分析;2004年02期
3 吴鹏,赵龙,王勇军,李思昆;一种基于有限元的形变模型算法[J];系统仿真学报;2001年05期
4 王伟;;虚拟现实在手术训练中的应用[J];中国现代教育装备;2009年06期
5 范立冬;李曙光;张治刚;;虚拟现实技术在医学训练中的应用[J];创伤外科杂志;2008年06期
6 张新远;何汉武;李晋芳;韩双景;;虚拟膝关节镜手术中游离体实时模拟技术研究[J];科学技术与工程;2010年15期
7 梁辉;;虚拟手术仿真系统关键技术的研究[J];科技资讯;2010年19期
8 武博;蔡萍;胡陟;蒋峻;谢叻;;虚拟手术力反馈装置反馈力内模控制[J];计算机工程与应用;2011年24期
9 吴奇;程薇曦;;虚拟现实技术在医学手术中的实现与应用[J];重庆医学;2008年21期
10 王伟;陈辉;;虚拟现实在医学教育中的应用[J];中国教育技术装备;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩双景;何汉武;李晋芳;雷钧;何宇磊;;交互式虚拟膝关节镜手术中半月板修复术的研究与实现[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
2 金丹;王丹;苏秀云;张玉忠;张元智;余斌;裴国献;;踝关节骨折数字化虚拟手术设计系统的建立及其初步临床应用[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
3 王勇军;吴鹏;郭光友;谭珂;;支持力反馈的鼻腔镜虚拟手术仿真系统[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
4 彭丰平;鲍苏苏;;计算机辅助腹部外科虚拟手术系统的应用研究[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
5 谢叻;肖波;吴巧教;李敏;;虚拟现实技术在外科手术中的应用[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
6 姜斐;熊岳山;谭珂;郭光友;;基于小波分析的卡尔曼滤波校正方法[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
7 黄鹏飞;顾力栩;张静思;宋佳思;邹岩岩;;虚拟手术中肾脏与血管案例的形变建模及切割缝合仿真[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
8 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
9 王丹;谢叻;金丹;赵志球;姜晓锐;黎建伟;裴国献;;基于UG和Mimics的股骨骨折三维虚拟手术研究[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
10 余海波;黄玉华;杨海韵;陈志维;刘效仿;潘国铨;;数字虚拟技术在髋关节外科中的应用[A];中华中医药学会骨伤分会第四届第三次学术年会暨国家中医药管理局“十一五”重点专科(专病)建设骨伤协作组经验交流会论文汇编[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 付雪;全省首例虚拟手术计划系统落户我市[N];大庆日报;2010年
2 通讯员 高翔 黄伟;我省完成全国首例“虚拟手术”[N];长江日报;2010年
3 本报记者 王握文 本报特约通讯员 刘少华;虚拟手术开创外科教学新模式[N];解放军报;2005年
4 孙刚;掌上电脑查病例 虚拟手术台练刀[N];解放日报;2008年
5 卜博 周定标;走进虚拟世界指日可待[N];健康报;2005年
6 中国建设教育协会 张明;让虚拟成为现实[N];中国电脑教育报;2006年
7 池晴佳;现代验尸让死者安心长眠?[N];科技日报;2008年
8 记者 吴熹;虚拟医教系统成功投入使用[N];中国技术市场报;2011年
9 本报记者 冯建华 潘启雯 王建峰 吕莎 实习记者 陈静;六大科技对人类的挑战[N];中国社会科学报;2009年
10 诚夫/编译;芯片与网络经济 文化的超越[N];中国信息报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张峰峰;机器人辅助骨科虚拟手术系统研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 高永辉;虚拟手术系统关键技术研究[D];上海交通大学;2011年
3 李艳波;虚拟手术中软组织建模与碰撞检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 郁松;3D虚拟现实内镜手术仿真关键技术研究[D];中南大学;2011年
5 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
6 朱新勇;肝脏及其内部血管64排螺旋CT扫描数据三维重建及虚拟手术研究[D];第一军医大学;2007年
7 唐震;CT三维表面重建辅助颌面部整形手术系统的研究[D];第三军医大学;2004年
8 顾泽旭;基于CT三维重建的正颌外科诊断分析手术模拟及术后预测系统的应用研究[D];第四军医大学;2006年
9 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
10 张圃;数字化颌面骨整形重建外科的初步研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄磊;颌骨虚拟手术系统的设计实现与可用性研究[D];西北大学;2010年
2 徐飞;虚拟手术培训系统关键技术研究[D];北京理工大学;2010年
3 王莉娟;虚拟手术力反馈人机交互控制系统研究[D];上海交通大学;2010年
4 黄雷;虚拟手术训练系统中手术场景的模拟及系统集成[D];上海交通大学;2010年
5 侯锦蓉;面向虚拟手术的碰撞检测算法研究[D];中南大学;2010年
6 刘梅;虚拟手术中软组织切割变形仿真研究[D];山东大学;2010年
7 邵刚;颅面部螺旋CT扫描数据三维重建及虚拟手术研究[D];青岛大学;2010年
8 徐鹏宇;正颌外科虚拟手术计划系统的研究与开发[D];东南大学;2004年
9 张青;虚拟手术中人体软组织变形仿真[D];青岛大学;2003年
10 段宝山;虚拟手术中的几何建模[D];青岛大学;2005年
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