本文關鍵詞：人體心血管虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)建模及其模型制造技術的研究

  更多相關文章： 心血管系統(tǒng) 三維重建 3D打印技術 快速模具制造技術 虛擬現(xiàn)實

【摘要】：人體心血管虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)涉及兩個主要內(nèi)容:一是建立人體標準的心血管系統(tǒng)三維數(shù)字化模型,再基于3D打印技術及快速模具制造技術制造出實物模型(該實物模型應滿足透明且能夠批量生產(chǎn)的要求);二是在建好的三維數(shù)字化模型的基礎上開發(fā)人體心血管虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),實現(xiàn)心血管系統(tǒng)的展示和心血管手術的虛擬仿真。本文重點研究了人體標準心血管系統(tǒng)三維數(shù)字化模型逆向建模的方法以及心血管系統(tǒng)實物模型的制造技術。研究心血管系統(tǒng)模型的重建及制造是為了給診療和教學提供直觀、形象的信息記錄,以便于醫(yī)生研究手術方案,指導學生技能訓練,與患者進行醫(yī)療溝通。研究的重難點主要有:①心臟的內(nèi)部結構復雜,傳統(tǒng)的建模方法,工作量大,難以實施;②為了更好地進行手術方案的討論,同時便于醫(yī)患溝通,制造出的模型應該具有透明效果;③模型需要能夠批量生產(chǎn)。本文進行的研究工作主要有以下兩個方面:①對人體心血管虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的心血管系統(tǒng)模型進行了逆向建模。首先利用Romer激光關節(jié)臂測量系統(tǒng)對一個通用的心臟模型進行數(shù)據(jù)采集,得到其點云數(shù)據(jù)。然后通過逆向工程軟件Geomagic Studio和Catia對點云數(shù)據(jù)進行處理,并擬合曲面,導入UG軟件中進行曲面的處理,再通過與醫(yī)生溝通交流,修改并完善模型,最終得到心血管系統(tǒng)的三維數(shù)字化模型。②應用3D打印技術批量制造心血管的實物模型。首先利用UG中的心血管系統(tǒng)的三維數(shù)字化模型輸出STL格式文件,分別通過FDM和SLS的方法來制造出實物模型,經(jīng)對比分析后確定使用SLS法來制造實物模型,并通過試驗來對其工藝參數(shù)進行了調(diào)整,以提高模型的強度,再以該方法制造的模型作為母模,通過快速模具制造技術制造出硅膠模具,再用硅膠澆注出實物模型,使實物模型滿足透明和批量生產(chǎn)的要求。
【關鍵詞】：心血管系統(tǒng) 三維重建 3D打印技術 快速模具制造技術 虛擬現(xiàn)實
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TP391.73
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 論文研究的背景及意義8-9
• 1.2 虛擬現(xiàn)實技術在心血管系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 3D打印技術在醫(yī)學領域的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容11-13
• 2 人體心血管虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)13-17
• 2.1 Quest3D軟件的優(yōu)勢13
• 2.2 系統(tǒng)設計13-16
• 2.2.1 功能構成13-15
• 2.2.2 模型展示15
• 2.2.3 手術系統(tǒng)15-16
• 2.3 本章小結16-17
• 3 人體心血管系統(tǒng)數(shù)字化模型的重建17-40
• 3.1 模型建立方法17-18
• 3.2 建模的技術流程18-20
• 3.3 模型重建中曲線及曲面的參數(shù)表達20-21
• 3.4 心血管系統(tǒng)數(shù)字化模型的點云數(shù)據(jù)獲取21-23
• 3.4.1 點云數(shù)據(jù)測量設備的選擇21-22
• 3.4.2 點云數(shù)據(jù)的獲取22-23
• 3.5 點云數(shù)據(jù)的處理23-38
• 3.5.1 心臟部位點云數(shù)據(jù)的處理24-35
• 3.5.2 肺動脈與靜脈的點云數(shù)據(jù)處理35-38
• 3.6 基于UG的心臟曲面處理38-39
• 3.7 本章小結39-40
• 4 人體心血管系統(tǒng)實物模型的制造40-59
• 4.1 心血管系統(tǒng)模型的 3D打印40-52
• 4.1.1 3D打印方法的選擇40-41
• 4.1.2 心血管系統(tǒng)模型的 3D打印41-52
• 4.2 結合快速模具制造技術批量生產(chǎn)實物模型52-57
• 4.2.1 快速模具制造技術53
• 4.2.2 快速模具材料的選擇53-54
• 4.2.3 快速模具的制作54-56
• 4.2.4 心血管系統(tǒng)實物模型的制作56-57
• 4.3 本章小結57-59
• 5 總結與展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 附錄 A 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄65

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;中國體視學會仿真與虛擬現(xiàn)實分會2006年工作計劃[J];中國體視學與圖像分析;2006年01期

2 崔衛(wèi)華,郭加旺,馬永玲;虛擬現(xiàn)實技術對醫(yī)學科學將產(chǎn)生的影響[J];北京軍區(qū)醫(yī)藥;1999年02期

3 劉惠芬;;什么是虛擬現(xiàn)實[J];父母必讀;2001年06期

4 嚴靜東,鄭國炎;虛擬現(xiàn)實在現(xiàn)代醫(yī)學教育訓練中的應用[J];醫(yī)學信息;2000年05期

5 安川林,趙兵;“虛擬現(xiàn)實”與軍事醫(yī)學教學[J];第四軍醫(yī)大學學報;2002年S1期

6 韓泉洪;惠延年;杜紅俊;;虛擬現(xiàn)實在現(xiàn)代眼科手術學繼續(xù)教育中的應用[J];西北醫(yī)學教育;2002年03期

7 周榮蓮;虛擬現(xiàn)實之超聲定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2005年09期

8 王小燕;秦建明;梁生旺;王芳;;虛擬現(xiàn)實在現(xiàn)代中藥學教學中的研究[J];藥學教育;2008年05期

9 舒勤;;野戰(zhàn)護理虛擬現(xiàn)實教學科研綜合實驗室建設構想[J];全科護理;2009年05期

10 黃國秀;;虛擬現(xiàn)實及其在現(xiàn)代醫(yī)學中的應用[J];醫(yī)院管理論壇;2009年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭麗萍;李光耀;沙靜;;虛擬現(xiàn)實的創(chuàng)新性應用[A];第十一屆中國體視學與圖像分析學術會議論文集[C];2006年

2 陳皓;鄭利平;劉曉平;;模板在虛擬現(xiàn)實平臺中的應用[A];計算機技術與應用進展——全國第17屆計算機科學與技術應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2006年

3 王少俊;;虛擬現(xiàn)實在禁毒宣傳中的應用[A];全國首屆數(shù)字（虛擬）科技館技術與應用學術研討會論文集[C];2007年

4 張暖;趙艷珍;喬相飛;;虛擬現(xiàn)實在房地產(chǎn)領域的應用[A];中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集[C];2009年

5 唐方勤;任愛珠;徐峰;許鎮(zhèn);;火場人員疏散的虛擬現(xiàn)實模擬研究[A];工程三維模型與虛擬現(xiàn)實表現(xiàn)——第二屆工程建設計算機應用創(chuàng)新論壇論文集[C];2009年

6 程鵬;朱曉蘭;;體育項目的虛擬現(xiàn)實軟件編寫[A];第十四屆全國運動生物力學學術交流大會論文集[C];2010年

7 馬登武;孫隆和;;虛擬現(xiàn)實技術研究綜述.[A];中國體視學學會圖像分析專業(yè)、中國體視學學會仿真與虛擬現(xiàn)實專業(yè)、中國航空學會信號與信息處理專業(yè)第一屆聯(lián)合學術會議論文集[C];2000年

8 劉箴;;虛擬現(xiàn)實的本體論[A];中國圖象圖形學會第十屆全國圖像圖形學術會議（CIG’2001）和第一屆全國虛擬現(xiàn)實技術研討會（CVR’2001）論文集[C];2001年

9 袁桂平;;虛擬現(xiàn)實及其軍事應用[A];地理空間信息技術與應用——中國科協(xié)2002年學術年會測繪論文集[C];2002年

10 霍妍妍;李愛軍;劉瑜;;虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展綜述[A];中國圖學新進展2007——第一屆中國圖學大會暨第十屆華東六省一市工程圖學學術年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王克迪;虛擬現(xiàn)實的哲學解釋[N];學習時報;2004年

2 朱麗;國內(nèi)首家虛擬現(xiàn)實行業(yè)聯(lián)盟成立[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2008年

3 陳杰;中視典定義虛擬現(xiàn)實生態(tài)圈[N];科技日報;2012年

4 金小鹿;虛擬現(xiàn)實終成現(xiàn)實[N];中國計算機報;2014年

5 記者 呂衛(wèi)國;線上線下互動 虛擬現(xiàn)實對接[N];鞍山日報;2014年

6 美國斯坦福大學虛擬互動實驗室創(chuàng)始人 杰瑞米·拜倫森;壺擬現(xiàn)實的黎明[N];中國信息化周報;2014年

7 本報記者 劉園園;虛擬現(xiàn)實將如何改變我們的生活？[N];科技日報;2014年

8 本報記者 姜洪軍;虛擬現(xiàn)實影片《駭客》的哲學震撼[N];中國信息化周報;2014年

9 北京商報記者 吳辰光 曲忠芳;科技大佬搶灘虛擬現(xiàn)實設備市場[N];北京商報;2014年

10 思 琦;虛擬現(xiàn)實治療讓你遠離恐懼癥[N];大眾科技報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王繼弘;大型風電場設備監(jiān)控與運營管理研究[D];武漢大學;2012年

2 周德闖;基于虛擬現(xiàn)實平臺的火災場景計算與仿真研究[D];中國科學技術大學;2009年

3 柴功博;半虛擬現(xiàn)實座艙手部定位技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

4 湯勇;增強半虛擬現(xiàn)實飛機座艙關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

5 黃海明;基于空間多點信息采集的虛擬現(xiàn)實人景合成關鍵技術研究[D];中國科學院研究生院（計算技術研究所）;2005年

6 周來;面向虛擬現(xiàn)實飛行模擬訓練的視覺手交互技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

7 孫瑾;虛擬現(xiàn)實中若干圖像關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2008年

8 陳皓;基于光子映射的虛擬現(xiàn)實真實感渲染算法研究[D];合肥工業(yè)大學;2008年

9 羅亞波;基于Internet的圖象與建模相結合的虛擬現(xiàn)實關鍵技術研究[D];武漢理工大學;2002年

10 馮善達;分布式炮兵虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)關鍵技術研究[D];南京理工大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鳳蝶;虛擬現(xiàn)實的哲學探討[D];安徽師范大學;2006年

2 李剛;虛擬現(xiàn)實的藝術理論研究[D];武漢理工大學;2008年

3 馬超;虛擬現(xiàn)實數(shù)控加工仿真系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];陜西科技大學;2015年

4 朱丹;基于虛擬現(xiàn)實的MOOC教學交互模式的研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D];西南交通大學;2015年

5 胡杰;車輛特殊運行環(huán)境虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)研究[D];長安大學;2015年

6 王洪普;船舶造水機系統(tǒng)仿真軟件的設計與研究[D];大連海事大學;2015年

7 楊廣玉;板框過濾虛擬現(xiàn)實實驗系統(tǒng)開發(fā)設計[D];南京師范大學;2015年

8 王小龍;虛擬現(xiàn)實支撐的鈑金設計系統(tǒng)研究[D];西安工業(yè)大學;2015年

9 管陽;三維虛擬校園網(wǎng)絡漫游系統(tǒng)的實現(xiàn)[D];西安工業(yè)大學;2015年

10 馮驍;基于安卓系統(tǒng)終端的虛擬現(xiàn)實全景展示平臺的研究與實現(xiàn)[D];山東大學;2015年

，

本文編號：989090