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心脏流场数值模拟研究现状与趋势
心血管疾病是危害人类生命健康严重的疾病之一，且发病率呈现逐年上升的趋势。根据WHO的报告可知，由心血管疾病导致的死亡病例平均占所有死亡病例的1/3，全世界每年有超过1700万人因心脏病及其相关疾病死亡［1］。由于心血管系统结构功能非常复杂，血液流场更是复杂多变，简单的依靠医疗仪器观测已经无法满足临床上对心脏疾病的精确诊断和疾病治疗预测的需要。心血管系统可看成是以心脏为核心的力学系统，其工作原理与心脏泵血机制及流体力学有很密切的关系。心脏流体力学是临床医学和生物医学工程领域的热点研究方向，涉及医学、生物力学、流体力学、医学影像学、计算机图形图像学等多种学科，主要研究复杂的心脏运动与血液流场变化之间的关联关系。尽管心室腔内流场复杂多变，但是在心动周期每个特定时相以层流和（或）涡流为主体，其每个时相流体总体特征保持一定的稳定性，血流涡流参数、旋度分布等流体特征量具有一定的不变性，流体的不变性和医学影像技术水平的提高为进一步深入研究心脏腔内流体力学状态提供了可能性［2］。通过心脏流场的变化有可能为各种心血管疾病心脏功能异常的早期诊断和精确诊断提供重要线索，为心脏疾病的临床诊断和治疗提供有效依据。
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XNA平台下的肾小管骨架3D可视化
目的：运用WPF和XNA技术绘制小鼠的肾小管三维曲线，设计符合用户操作习惯的界面和交互方法，然后进行评价。方法：在Visual Studio 2013的环境中，导入肾小管的数据，分别运用WPF、XNA技术绘制小鼠的肾小管三维曲线，用WPF技术进行用户界面设计，留出接口，将WPF或XNA绘制的三维对象导入GUI进行显示，创建更好的视觉效果以符合科研用户的人机交互。结果：成功利用XNA构建了肾小管3D模型，并能利用外部设备进行简单操作，并在C#平台下完成WPF界面设计。结论：三维显示技术在形态学、影像学等医学领域有良好的应用前景，XNA平台下封装了底层编程技术，绘制曲线简单，CPU占用率低，但不支持与WPF的交互。
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艾滋病患者外周血单个核细胞核纹理分析
2003年,Simon[1]发现在某些病毒感染下外周血中增多出现的非典型淋巴细胞的形态以及核酸、酸性磷酸酶、糖原等含量都有一定变化.2005年,Guillaud等[2]以染色宫颈上皮细胞纹理特征为基础计算了人类乳头瘤病毒(HPV)的阳性概率,揭示了细胞染色质凝聚纹理特征与HPV的相关性.因此我们将Curvelet变换特征系数图像的累积信号强度、图像的几何不变矩、表面曲率等特征融合起来,用偏小二乘回归方法建模,分析艾滋病患者外周血单个核细胞核纹理改变与患者体内病毒载量间的关系.将图形图像变化与DNA、RNA、蛋白质等分子(变化)联系起来,是计算机图形图像处理技术在实验医学中的一种应用尝试.
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计算机辅助三维X线头影正畸诊断系统的研制和开发
在口腔颌面错颌畸形的研究及临床诊疗中,X线头影测量分析被广泛应用于牙颌畸形形成机制的探讨和临床诊断分析及治疗计划的制定.虽然测量方法已达到几十种,但一直局限于二维的复合影像上.正位X线头影虽能反映颅颌骨左右两侧及垂直方向上的情况,但难以显示其前后方向上存在的问题;侧位X线头影虽能反映颅颌骨前后两侧及垂直方向上的情况,但对比较严重的左右不对称颅颌面畸形的测量分析却几乎没有什么价值,用二维方法来测量三维物体存在局限性.颅颌骨结构属于三维体结构,在其生长发育过程中,各种先天或后天因素对其造成的影响均发生在三维空间内.为求得美观协调的牙颌颅面形态,对颅颌骨立体形态的测量分析是很有必要的.目前国内已有一些计算机辅助的X线头影测量软件,但基于临床上普遍使用的正、侧位X线片进行头影三维测量及图形图像处理系统还不多见.本系统通过正侧位两张X线头影片的鼠标定点输入,计算出颅颌骨三维数据,并在此基础上,应用计算机图形图像学和人工神经网络技术,进一步重构出颅颌骨的图形图像,为矫治方案设计提供依据.在三维测量图形图像处理研究中进行了积极的探索.
