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基于VTK的超声血管三维重建
基于计算机数字图像处理、计算机图形学、虚拟现实和计算机网络等技术的医学图像处理与三维重建技术,已逐渐成为了一门具有特色的交叉学科.VTK(The Visualization Toolkit)是一个开源的、跨平台、可自由获取、支持并行处理的图形应用函数库.利用VTK强大的可视化功能对血管的超声医学影像进行三维重构,显示血管的内部切面,为医生提供更为直观的、精确的器官内部信息,协助医生观察体血管内部病灶,可以达到比较理想的效果.文章介绍了VTK的基本构成、可视化流程,以及基于C++语言在Microsoft Visual Studio 2010环境下实现血管重建.
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经颅磁刺激中大鼠真实头模型感应电场分布的研究
经颅磁刺激是一种利用时变磁场产生的感应电流刺激大脑的技术,现在已经广泛地应用于精神疾病的治疗及脑功能的研究.本文建立了经颅磁刺激中大鼠真实头模型,并利用有限元方法计算了模型中感应电场的空间分布情况.该模型可用于动物实验方案的设计和实验结果的解释.
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DLT算法中象平面误差对三维重构的影响
DLT算法是利用平面图象进行三维重构的广泛采用的基本算法.本文针对平面图象处理中难以避免的象坐标误差,讨论了各坐标误差对三维重构坐标的影响,由此分析了三维重构坐标对各象坐标误差的敏感程度,并进行了数值模拟实验.结果表明三维重构的各分坐标对象坐标误差具有不同的敏感度,而且与相机的空间位置有密切的联系.这说明DLT算法中虽然在理论上对相机的空间配置无特别要求,但从三维重构精度角度考虑相机的空间位置有重大影响.
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小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维重构
目的:建立小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维几何模型.方法:以一名25岁男性小腿截肢患者为对象,采用三维坐标测量和核磁共振成像获得原始数据,利用软件MIMICS、SURFACER、SOLIDWORKS等实现了接受腔和残肢的三维重构,并根据接受腔修型模式等完成了系统装配.结果:数字化三维模型较精确的反映了接受腔-残肢系统的几何特征.结论:这种低成本方法可用于假肢数字化设计、有限元分析和计算机辅助制造.
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7475铝合金中η相在E相界面非均匀析出的三维观察
铝合金中的非均匀析出对其力学性能有较大的影响,本文采用高分辨透射电镜和三维重构技术研究了7475铝合金中η相在E相和铝基体的界面处的非均匀析出,发现η相在E相界面上形核并向铝合金基体中生长,η相在较薄的片状E相的一个平面上形成,E相较厚时,η相易于在片的侧面形成.有较多的η相在棒状E相的界面上形成,但尺寸较小.
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金属粉末及纤维烧结颈形貌的三维重构
本文主要研究了金属粉末及金属纤维烧结颈三维形貌的重构算法:基于球-球模型的空间对称性,构造粉末烧结颈三维形貌旋转重构算法;利用平行金属纤维切平面上的截面是圆-圆结构,构造其烧结颈三维形貌的平移重构算法;根据相交金属纤维烧结颈过接点的切平面上截面的椭圆-椭圆结构,旋转切平面,将每个切平面上二维形貌曲线上的点转换到三维形貌对应空间曲线上的点,进行三维重构;利用所构造的算法,对等径与不等径的金属粉末和金属纤维实现了烧结颈的三维形貌的重构.
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心血管三维运动场的重建方法及验证
目的 利用近似垂直角度的造影图像序列重建冠状动脉血管的运动场,获得对心血管运动的定量估计.方法 在获得两个角度序列中各时刻血管骨架点的二维运动向量的基础上,根据造影系统的透视投影模型和几何变换关系分别反算出三维运动向量两个端点的空间坐标,得到对血管骨架三维形态和运动的描述.结果 采用运动场已知的模拟图像验证二维运动估计算法,误差在一个像素左右;采用血管模型图像验证三维重建算法,反投影的均方根误差小于1.5个像素;后采用临床采集的图像序列进行实验.结论 通过对算法的误差进行定性分析和定量估计,证明该方法是可行的,可辅助冠心病的临床诊断.
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数字人体热红外图像特征和人体表面三维重构
在数字人体理论和模型研究基础上,开展了数字人体热红外图像特征和人体表面三维重构研究.主要内容有数字人体热红外技术的特点与优势、数字人体热红外图像实验研究、数字人体三维重建原理与步骤等.数字人体热红外图像特征和人体表面三维重构是数字人体研究及应用的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景.
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CT-激光快速成形建立胫骨平台骨折模型
目的探讨CT骨扫描与快速成形机之间的数字化信息转换,应用CT-激光快速成形技术制造胫骨平台骨折纸质模型,供临床研究.方法用尸体标本和胫骨平台骨折的CT扫描的影像,通过三维重构,转换成STL格式,使快速成形机制造出实物模型.将标本与模型比较、测量,对模型做出客观评价.结果纸质模型坚固,形态与标本基本一致,矢状径与冠状径的误差在1～1.5 mm,胫骨平台骨折模型与术中探查一致.结论CT-激光快速成形制造的骨折模型能真实反映骨折的现状,利用这项技术不仅可以应用于骨折的临床研究,还可以应用于人工关节置换等领域.
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犬前列腺导管三维计算机虚拟重构
目的 依据犬前列腺导管铸型标本,虚拟重构前列腺导管三维空间立体模具,进一步探讨前列腺炎与前列腺导管立体结构的关系. 方法 依据犬前列腺铸型导管的立体形态走行,用photoshop 7.0软件绘制前列腺导管的虚拟断层图,再用3DDOCTOR软件虚拟重构前列腺导管三维立体模具.结果 前列腺导管立体模具图可清晰显示前列腺导管的空间立体形态走行,导管与尿道、射精管的解剖关系.虚拟了外周腺导管从精阜两侧尿道向外呈Y形反复分支走行,外周腺导管与尿道夹角大于其他区,分支多且管壁光滑,导管与尿流方向垂直或逆向.中央腺导管较粗,分支少.腺泡呈椭圆型.前列腺虚拟导管和射精管可行任意方向旋转.结论利用三维重构软件能够清晰虚拟重构前列腺导管、尿道、射精管的空间立体结构,从空间解剖结构方面说明在后尿道高压下外周区易于发生前列腺尿液反流.
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一种改进的MC三维重建算法
针对传统Marching Cubes算法在进行三维重构过程中运算时间过长、算法效率低下的问题，提出了一种基于黄金分割点的Marching Cubes算法，使用棱边的黄金分割点代替Marching Cubes算法中等值面与棱边的交点。使公共棱边的交点和法向量的线性插值计算变为基本的数学运算，并且使计算的次数由4次减少为1次。实验证明，本次算法有效减少了算法的运算时间，提高了算法的执行效率。
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电子断层三维重构方法
介绍了目前在结构生物学领域广泛使用的电子断层三维重构方法,总结概括了该技术的优劣,为该技术在生物医学工程领域的应用提供技术参考.
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三维重构展示类胚体样结构
背景:干细胞因其具有增殖能力及分化潜能,被认为是实施细胞治疗的重要细胞而被广泛研究.实现干细胞与组织三维结构的展示与分析,对阐明干细胞增殖与分化的机制有重要意义.目的:探讨实现对经分化的类胚体样组织结构进行三维重构展示的方法.方法:以来源于骨骼肌干细胞经诱导具有三维立体结构的类胚体作为实验对象,利用多色免疫荧光染色结合Z轴连续图像采集和三维重构技术,对经分化的类胚体样组织结构进行三维重构展示.结果与结论:利用实验方法可实现对类胚体样组织结构进行三维重构,经重构的三维模型可实现任意角度旋转,利用不同荧光通道iso-surface处理后,选择分别显示不同颜色功能或任意横断面展示功能,即可展示心脏特异性肌钙蛋白Ⅰ阳性组织结构与细胞核的空间位置关系,并清晰展示在经分化形成类心肌组织的结构中存在细胞核.提示利用该技术,可对经分化的类胚体样组织结构进行三维重构展示及测量.
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基于网格图像的多点脉搏信息获取与三维重构
根据脉搏动态网格图像数据的特点,结合透镜成像原理,提出了根据各帧图像中网格面积的变化获取脉管径向离面位移信息的方法.应用该方法可获取脉搏图像表面多点离面位移变化信息,并可根据各点位移量对网格薄膜表面进行重构,实现脉搏波动三维信息可视化.
关键词： 脉搏图像传感器 Harris角点检测 脉搏波形 三维重构 -
小儿心脏超声图像三维重构和显示方法
采用坐标变换和线性插值的方法,对由超声仪采集而来的二维小儿心脏超声切面图像进行重构,产生三维模型,并显示出在该模型中任意位置和角度的切面图像,对3种显示切面图像的方法在效果和时间复杂度上进行了比较,表明了这些方法在显示切面图像方面的可行性.
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基于sMRI的阿尔茨海默症分类影响因素研究
本研究提出基于三类解剖特征的SVM建模方法,探索样本、特征及算法选择三个因素,对阿尔茨海默症(AD)及其前驱阶段分类的重要性.该方法以三维重构sMRI后不同大脑区域的灰质体积、皮层表面积及其平均厚度三类特征作为SVM模型的输入参数,并采用十折交叉验证方法对AD患者、轻度认知损害患者和健康者进行分类识别,并与其他文献结果进行比较分析.实验结果表明,为了达到更高的分类准确率,选择合适的样本和特征,比选择算法更重要.此结论为未来AD的计算机辅助诊断研究工作提供了有益的指导.
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基于样条曲线的CT牙列图像齿间轮廓重构的研究
为了重构出相邻齿断面由于密度高度一致,造成在CT图像中丢失的边界轮廓线,先在已提取的牙列整体连续外轮廓上,根据切矢方向的变化,确定出相邻齿廓线的交汇点;再分别以两个相邻交汇点为端点,其间的轮廓点为型值点,构建标准B样条曲线作为部分齿廓线;然后,分别求出相邻齿廓线在交汇点处的一阶导矢,进而求出该交汇点处的平均导矢;后,以两两相对的交汇点为端点,构建Hermit样条插值曲线,该曲线即作为相邻齿间被丢失的轮廓线.用该方法可以成功地对两颗牙齿进行边界区分,进而提取轮廓,以达到对单颗牙齿进行三维重建,在仿真上能满足临床要求,为后续的牙颌仿真工作奠定了基础.
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黑胸大蠊浓核病毒分类的相关研究
黑胸大蠊浓核病毒(pfDNV)是在我国首先发现并正式分类鉴定的蟑螂浓核病毒.该病毒属细小病毒科(Parvoviridae),浓核病毒亚科(Densovirinae).但对该病毒的归属问题却一直没有确定,本文对此予以探讨.pfDNV的新研究进展包括两个方面：全基因组核苷酸序列的测定,以及利用低温电镜技术和像重构方法对该病毒的三维重构(分辨率23(A)).在此基础上,本文将pfDNV与其它病毒在基因组结构和三维结构方面进行了全面的对比分析,其结果并不支持目前对pfDNV的分类,因此建议对该病毒重新进行分类.
关键词： 蟑螂浓核病毒(pfDNV) 分类 基因组结构 三维重构 -
基于蒿草切片对比分析激光共聚焦系统的三维重构成像及二维平面成像的应用价值
目的 比较激光扫描共聚焦显微镜二维平面成像和三维重构成像在生物组织形态学研究中的运用价值.方法 运用我院临床医学研究中心的激光扫描共聚焦显微镜对蒿草切片进行二维平面成像及三维重构成像,实验分为A组:二维平面图像组；B组:垂直叠加三维重构成像组；C组:沿X轴旋转45°三维重构成像组三个组,并对结果比较分析.结果 激光扫描共聚焦显微镜不但可以获取的分辨率高和成像清晰的二维平面图像及三维重构图像,还可显示沿着X轴旋转45.的三维重构成像.结果统计显示三维重构图像的荧光值比二维平面图像的荧光值增加,另外三维图像沿X轴旋转45°后,其荧光值也增加.结论 与二维平面图像比较,三维重构图像具有三维立体及含图像信息量多的特点,并可沿任意角度显示,更有利于了解对标本的空间结构关系.
关键词： 激光扫描共聚焦显微镜 蒿草切片 三维重构 二维平面 -
骨科医学断层图像的三维重构应用及其纹理特征研究
目的 在已有的骨科多源信息综合管理及特征分析系统基础上,设计开发嵌入式的、可辅助临床的医学断层图像三维可视化模块,研究医学断层图像重构后任意剖切面纹理特征的应用意义.方法 在Visual Studio 6.0开发平台上开发图像三维重构模块；利用数字特征提取功能模块分别提取断层图像重构前和重构后的纹理信息,进行统计学分析.结果 三维重构模块扩展原有数字特征提取模块的应用范围,可有效辅助临床医生观察疾病病灶三维体位,可对三维重构图像的任意切面进行数字化特征提取和研究.结论 经实验研究验证重构图像新剖面的纹理特征有效保留断层图像纹理特征,可用于疾病辅助诊断的研究.
