簡介：作為課題組結(jié)構(gòu)光三維掃描原型系統(tǒng)的后續(xù)研究，本文致力于提升該系統(tǒng)在掃描精度、計(jì)算速度和存儲空間占用等方面的性能，以更好地滿足高精度、高效率、適合大規(guī)模文物數(shù)字化應(yīng)用等市場需求。在詳細(xì)分析掃描流程中各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)光掃描圖像獲取技術(shù)和圖像主動(dòng)線索特征提取技術(shù)，顯著提升了原型系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。結(jié)構(gòu)光三維計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)為條紋圖像。在計(jì)算過程中，首先對這些圖像進(jìn)行分析，完成圖像主動(dòng)線索特征提取工作；然后根據(jù)提取結(jié)果進(jìn)行三角測距計(jì)算，得到點(diǎn)云模型。因此在現(xiàn)有硬件配置下，提升掃描性能的首要工作是改進(jìn)結(jié)構(gòu)光掃描圖像的獲取技術(shù)，為后續(xù)計(jì)算提供高質(zhì)量的輸入數(shù)據(jù)。在掃描圖像獲取時(shí)，本系統(tǒng)的攝像機(jī)采集BAYER格式原始數(shù)據(jù)。本文通過自動(dòng)調(diào)整曝光時(shí)間確保BAYER數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，并比較不同BAYER彩色插值算法所得條紋圖像，選擇并改進(jìn)最能滿足結(jié)構(gòu)光掃描圖像特點(diǎn)的算法應(yīng)用于本系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同硬件配置下，改進(jìn)后的技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)的掃描精度，同時(shí)系統(tǒng)在掃描速度與存儲空間占用等方面的性能也獲得提升。在改進(jìn)結(jié)構(gòu)光掃描圖像獲取技術(shù)的同時(shí)，本文通過改進(jìn)三維掃描計(jì)算的核心圖像主動(dòng)線索特征提取技術(shù)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)性能。改進(jìn)前的系統(tǒng)在主動(dòng)線索特征提取時(shí)，采用的條紋邊界提取算法僅適用于理想條紋圖像；由于掃描圖像獲取時(shí)噪聲的引入，該算法不能得到令人滿意的結(jié)果。通過比較當(dāng)前多種亞象素級精度的邊界提取算法，包括灰度矩、空間矩、多項(xiàng)式插值等，并結(jié)合結(jié)構(gòu)光掃描圖像的特點(diǎn)，本文選擇并改進(jìn)最適宜的算法應(yīng)用于系統(tǒng)；同時(shí)分別在圖像特征提取前后加入ROI的選取和基于圖像的濾波處理功能，顯著改進(jìn)了圖像主動(dòng)線索特征提取的精度和速度。大量應(yīng)用表明，本文對掃描圖像獲取與圖像主動(dòng)線索特征提取兩環(huán)節(jié)技術(shù)的改進(jìn)，能顯著提升結(jié)構(gòu)光三維掃描在精度、速度、磁盤空間占用等方面的性能。

簡介：點(diǎn)擊查看更多三維CAD標(biāo)準(zhǔn)件庫的建模與實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，錐齒輪在機(jī)械、汽車、航空等行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，而機(jī)械裝備向大型、重載、高速的方向發(fā)展，對齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性、承載能力高、重合度大、使用壽命長、可靠性高的要求越來越高，迫切需要提高錐齒輪傳動(dòng)的性能和效率，以滿足工程領(lǐng)域的需要。因此，本文在分析研究了螺旋錐齒輪的嚙合原理、傳動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，提出了一種新的螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式對數(shù)螺旋錐齒輪傳動(dòng)。對數(shù)螺旋線具有在同一條螺旋線上各點(diǎn)螺旋角處處相等的特點(diǎn)，具備了優(yōu)良的工程應(yīng)用特性，因此將其作為螺旋錐齒輪的齒向線，以解決目前螺旋錐齒輪傳動(dòng)中存在的不同嚙合點(diǎn)處的螺旋角不相等帶來的動(dòng)力傳遞效率低、摩擦磨損嚴(yán)重、傳動(dòng)不平穩(wěn)等的缺點(diǎn)。研究工作是錐齒輪傳動(dòng)研究領(lǐng)域的一個(gè)突破，是對錐齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域科學(xué)研究的繼承和發(fā)展，具有較大的研究意義，并且極具工程應(yīng)用價(jià)值。本文完成的研究工作包括以下幾方面1通過對已研究完成的對數(shù)螺旋錐齒輪的嚙合原理及傳動(dòng)特性的分析，結(jié)合格里森弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)，深入的研究了該種新型螺旋錐齒輪與格里森螺旋錐齒輪嚙合原理的異同，得到了對數(shù)螺旋錐齒輪的結(jié)構(gòu)。2通過對對數(shù)螺旋錐齒輪的三維造型設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了對數(shù)螺旋錐齒輪嚙合原理體系的正確性和可行性，為下一步的齒輪有限元分析、機(jī)構(gòu)仿真等提供了必要條件，為后續(xù)數(shù)控加工、制造打下了基礎(chǔ)，也為對數(shù)螺旋錐齒輪參數(shù)的設(shè)計(jì)確定方法提供了依據(jù)。3在對數(shù)螺旋錐齒輪三維造型的基礎(chǔ)上，對比格里森弧齒錐齒輪的輪坯設(shè)計(jì)，研究各種齒制推薦的經(jīng)驗(yàn)公式、線圖和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了對數(shù)螺旋錐齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及確定的原則，給出了齒輪各種幾何參數(shù)的定義及基本參數(shù)的確定方法，為工程實(shí)踐奠定了基礎(chǔ)。

簡介：柴油機(jī)以優(yōu)良的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性在諸多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但全球能源與環(huán)境問題迫使人們不得不采取措施進(jìn)一步提升其各方面的性能。改變配氣正時(shí)是改善柴油機(jī)性能、提高熱效率和減少有害排放的一種重要途徑。柴油機(jī)功率和轉(zhuǎn)速變化時(shí)，由于氣流的速度和氣缸內(nèi)氣體壓力發(fā)生變化，其最佳的配氣相位角也應(yīng)隨之改變。傳統(tǒng)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常只能保證在某一種工況下優(yōu)化柴油機(jī)的性能，由于其凸輪型線始終不變，且凸輪相對位置也保持固定，所以無法在運(yùn)行的過程中對氣門系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，柴油機(jī)性能難以在各種工況下都達(dá)到優(yōu)化，因此人們提出了可變配氣相位技術(shù)。但是用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算或用純粹實(shí)驗(yàn)的方法來研究配氣正時(shí)不能滿足現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)可變配氣正時(shí)技術(shù)的需要。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法準(zhǔn)確性不高，通用性也較差而實(shí)驗(yàn)研究方法成本高、周期長，所取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也十分有限，因此尋求經(jīng)濟(jì)、有效、快速的研究方法成為內(nèi)燃機(jī)工作者的目標(biāo)。本文以一臺增壓柴油機(jī)為例，利用CFD方法對其一個(gè)完整工作循環(huán)進(jìn)行仿真計(jì)算，并通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較驗(yàn)證仿真的可靠性。在此基礎(chǔ)之上，研究不同工況下柴油機(jī)的最佳配氣正時(shí)，以滿足可變配氣相位技術(shù)所需的最佳配氣正時(shí)參數(shù)。文中計(jì)算了4種工況下，采用不同進(jìn)氣相位時(shí)缸內(nèi)的存氣量和掃氣量，分析了進(jìn)氣倒流和缸內(nèi)存氣量隨進(jìn)氣提前角的變化規(guī)律。并且按照進(jìn)氣過程結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)的存氣量達(dá)到最大，同時(shí)在保證冷卻所需掃氣量前提下使通過氣門喉口的進(jìn)氣量為最小這一原則，計(jì)算出不同工況下的最佳進(jìn)氣相位值；同時(shí)還計(jì)算了4種工況下，采用不同排氣相位時(shí)柴油機(jī)膨脹損失功和推出損失功的大小，分析了柴油機(jī)轉(zhuǎn)速對排氣相位的影響。并且，按照最佳排氣相位是使得膨脹損失功和推出損失功之和最小的原則，計(jì)算出了不同工況下的最佳排氣相位值。計(jì)算結(jié)果表明，采用優(yōu)化后的配氣正時(shí)，可使該柴油機(jī)指示功率提高，倒流現(xiàn)象減弱，排氣損失降低。分析過程也表明，內(nèi)燃機(jī)工作過程的CFD分析方法可以成為VVT系統(tǒng)、VCS系統(tǒng)或非凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)配氣正時(shí)參數(shù)確定的一個(gè)有效手段。

簡介：現(xiàn)代混凝土面板堆石壩筑壩技術(shù)是現(xiàn)代壩工建設(shè)領(lǐng)域取得的一項(xiàng)具有重大意義的技術(shù)成就。隨著近幾年我國在建或擬建的混凝土面板堆石壩的數(shù)量大大增加一些新的設(shè)計(jì)思路和先進(jìn)的施工技術(shù)紛紛涌現(xiàn)其中不分期長面板作為面板施工技術(shù)的新思路在公伯峽大壩得以首次應(yīng)用這也是對常規(guī)分期澆筑面板的一個(gè)重要發(fā)展采用長面板一次性施工可使公伯峽大壩壩體全斷面填筑縮短工期使壩體獲得5個(gè)月的沉降期面板施工期間壩體僅沉降6MM消除了面板產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫的可能提高了工程質(zhì)量同時(shí)使首臺機(jī)組提前4個(gè)月發(fā)電增加發(fā)電量126億KWH增加收入18億元。然而一次性澆筑施工斜長超過200米的面板在理論依據(jù)和實(shí)際施工中都存在許多問題尚未得到解答本論文的主要工作就是針對這些問題而展開的。本課題采用有限元數(shù)值計(jì)算方法結(jié)合公伯峽面板堆石壩的實(shí)際情況分別對不分期長面板和常規(guī)分期面板進(jìn)行了分析。

簡介：作為一個(gè)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺的理論研究和實(shí)際應(yīng)用都取得了飛速的發(fā)展。尤其是近年來，圖像科學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)信息、處理能力的增強(qiáng)，為計(jì)算機(jī)視覺的研究和應(yīng)用提供了良好的條件。計(jì)算機(jī)立體視覺的主要研究內(nèi)容是由多幅二維的平面圖像恢復(fù)出被攝物體的三維坐標(biāo)，而其中基于兩幅圖像的雙目視覺技術(shù)則是一個(gè)研究熱點(diǎn)。雙目立體視覺的基本原理是模仿人眼與人類視覺的立體感知過程，從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一景物，以獲取不同視角下的感知圖像，通過三角測量原理計(jì)算圖像像素間的位置偏差，以獲取景物的三維信息。在攝像機(jī)標(biāo)定階段，標(biāo)定方法是在傳統(tǒng)標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上結(jié)合LEVENBERGMARQUARDT的優(yōu)化算法對攝像機(jī)的參數(shù)進(jìn)行求解。首先根據(jù)攝像機(jī)的理想模型進(jìn)行攝像機(jī)參數(shù)的初標(biāo)定，然后利用初標(biāo)定的參數(shù)，對圖像信息進(jìn)行校正，并得出畸變系數(shù)，最后在求得畸變系數(shù)及初標(biāo)定參數(shù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性優(yōu)化，進(jìn)而求出優(yōu)化后的參數(shù)。在分別對左右攝像機(jī)標(biāo)定完成后，求出兩攝像機(jī)之間的相對位置關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明引入LM非線性優(yōu)化算法后得到了比較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在立體匹配階段，用于匹配的特征選取HARRIS角點(diǎn)檢測算法提取的特征點(diǎn)。匹配算法采用基于相關(guān)方式的區(qū)域匹配。然后在該匹配方法的基礎(chǔ)上引入了極線約束，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明引入極線約束后能夠進(jìn)一步去除一些誤匹配點(diǎn)，提高了匹配的正確率。在三維重構(gòu)階段，提出了一種對空間離散點(diǎn)集進(jìn)行直接三角剖分的方法。該方法通過引入三角形法向量夾角、閾值距離以及最小內(nèi)角等幾個(gè)參數(shù)對三角形的生長進(jìn)行約束，同時(shí)利用生長法，對空間中的離散點(diǎn)集進(jìn)行逐步三角劃分，直至所有三角形擴(kuò)展完畢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法使最優(yōu)點(diǎn)的搜索范圍大大降低，提高了三角形擴(kuò)展的準(zhǔn)確性，保證了三角網(wǎng)格的質(zhì)量，可以準(zhǔn)確高效的對空間中的離散點(diǎn)集進(jìn)行直接三角剖分。最后借助OPENGL來實(shí)現(xiàn)這些散亂數(shù)據(jù)的三維顯示。

簡介：工程圖樣的特征識別和三維重構(gòu)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)學(xué)等學(xué)科交叉的兩大課題。本文從工程圖樣的工程語義入手，通過對工程語義的分析研究，挖掘工程圖樣所蘊(yùn)含的深層次信息，把工程圖樣的特征識別和三維重構(gòu)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對工程圖樣的特征識別和重建圖樣表達(dá)的三維形體信息。首先，討論了目前工程圖樣特征識別和三維重構(gòu)等相關(guān)方面的研究，闡述了本文的研究思路和工作。其次，在分析工程圖樣的基礎(chǔ)上，對圖樣蘊(yùn)含的工程語義進(jìn)行了討論，并把工程語義分為了表達(dá)方式、投影關(guān)系語義和尺寸約束語義。對工程圖樣的工程語義進(jìn)行了表達(dá)和描述。對本文研究的特征模型做了介紹，主要從工程圖樣中識別獲取表達(dá)粗糙度、形位公差等的符號特征、表達(dá)零件形狀等的幾何特征及表達(dá)零件加工信息的加工特征。對工程圖樣中的符號特征的特征進(jìn)行了分析討論，并對模式識別的方法做了探討。結(jié)合工程圖樣的符號特征的特點(diǎn)，用改進(jìn)的模式識別的方法進(jìn)行了識別處理。提出了基于工程語義的特征識別和三維重構(gòu)的方法。對工程圖樣中的常見幾何特征做了討論，并按照優(yōu)先級的不同，通過對工程語義三個(gè)方面的預(yù)處理，分離了視圖、建立了視圖關(guān)系樹及尺寸樹，實(shí)現(xiàn)了齒輪、花鍵、螺紋、圓柱面和平面的識別和重建。對識別重建出的幾何特征進(jìn)行了后處理，并結(jié)合符號特征等用模式識別的方法初步識別出了加工特征。最后，對基于工程語義的二維工程圖特征識別和三維重構(gòu)做了總結(jié)，并提出了下一步要做的工作，同時(shí)給出了若干實(shí)例。

簡介：醫(yī)學(xué)圖像三維重建是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)問題，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程中的重要應(yīng)用。它是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，涉及到數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識。醫(yī)學(xué)圖像三維重建及可視化在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、解剖教學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。傳統(tǒng)的三維重建方法主要有兩大類一類是通過集合單元拼接擬合物體表面來描述物體的三維結(jié)構(gòu)，稱為基于表面的三維面繪制，又稱為間接繪制方法；另一類是直接將體素投影到顯示平面的方法，稱為基于體數(shù)據(jù)的體繪制方法，又稱為直接繪制方法。顱內(nèi)各組織的二維邊界呈高度非線性，必將導(dǎo)致顱內(nèi)各組織三維曲面的高度不規(guī)則，主要表現(xiàn)在顯著且頻繁的曲率變化及曲面的不連續(xù)性上。重建這樣高度非線性的三維曲面是三維重建領(lǐng)域的難點(diǎn)問題，這就對傳統(tǒng)的三維重建方法提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。支持向量機(jī)在解決高度非線性問題上有著強(qiáng)大的優(yōu)勢。本課題通過對顱腦各組織具體問題的細(xì)致分析和對支持向量機(jī)理論的深入研究，首次將單類支持向量機(jī)理論引入到圖像三維重建領(lǐng)域，將三維不規(guī)則組織映射到高維空間獲得規(guī)則超球，描述高維空間最優(yōu)超球面的函數(shù)即為顱內(nèi)組織的三維數(shù)學(xué)模型。為解決單類支持向量機(jī)參數(shù)選取問題，將免疫優(yōu)化算法與K折交叉驗(yàn)證處理方法相結(jié)合，對顱內(nèi)各組織進(jìn)行三維數(shù)學(xué)建模。由于單類支持向量機(jī)應(yīng)用于三維重建目前尚無評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此本課題首次提出建模精度，即將確實(shí)是組織邊界點(diǎn)的支持向量數(shù)目與支持向量總數(shù)目的比值作為評價(jià)單類支持向量機(jī)圖像三維重建性能的標(biāo)準(zhǔn)?；谝陨涎芯糠椒?，完成了顱腦7種組織的三維建模，并獲得了較高的建模精度。最后應(yīng)用專業(yè)3D繪圖軟件對顱內(nèi)7種組織進(jìn)行三維可視化處理及顯示，得到了滿意的三維視覺效果。

簡介：三維人體模型的建模方法是三維虛擬試衣系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，人體的建模方法直接影響后期三維服裝模擬實(shí)現(xiàn)的難易程度和表現(xiàn)效果，并且現(xiàn)在服裝CADCOMPUTERAIDEDDESIGN發(fā)展的趨勢也是三維的，因此研究三維服裝人體模型的建模方法具有廣泛的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。本文對參數(shù)化三維人體建模技術(shù)進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容如下。分析了當(dāng)前三維人體數(shù)據(jù)的獲取方法。根據(jù)三維虛擬試衣系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，以及目前系統(tǒng)實(shí)施的可行性，提出采用服裝行業(yè)傳統(tǒng)的接觸式測量方法和標(biāo)準(zhǔn)人體模板庫相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)個(gè)性化三維人體建模。為了保證人體模型的精確性，用戶除了提供胸圍、腰圍、臀圍、身高等一般數(shù)據(jù)外，還可以增加測量人體附加特征尺寸，例如胸部寬度、胸部厚度、乳間距、乳高、臀厚等特征尺寸這樣就使系統(tǒng)重建的三維人體模型更加生動(dòng)、逼真。構(gòu)建人體庫前必須得獲取人體三維數(shù)據(jù)。由于條件的限制，本文利用專業(yè)的三維人體造型軟件POSER60自帶的人體模型，將其導(dǎo)出為3DS文件，再利用計(jì)算機(jī)程序讀取3DS文件提取有用的人體表面頂點(diǎn)信息。本文對3DS文件的相關(guān)格式也作了簡單的介紹。三維人體的建模方法很多，具體來說有線框建模、曲面建模、實(shí)體建模和基于物理的建模等。本文根據(jù)三維虛擬試衣系統(tǒng)要求人體尺寸精確、人體模型形象逼真、容易修改等特點(diǎn)，采用在VC開發(fā)環(huán)境和OPENGL三維圖形軟件包下利用小三角面片逼近人體表面來重構(gòu)人體模型。因?yàn)閺脑煨蛙浖?dǎo)入的人體數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點(diǎn)多且分布散亂，這樣不利于后期人體模型根據(jù)特征尺寸變形以及服裝的試穿，會增加運(yùn)算量和復(fù)雜度。具體做法是首先根據(jù)人體的生理形態(tài)特征，將人體分成了很多部件，然后根據(jù)曲率變化，進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的采樣，曲率大的地方，采樣點(diǎn)多一些，曲率小的，采樣點(diǎn)少，并把采樣點(diǎn)按照分部件、分層存儲起來。人體建模時(shí)采用輪廓同步前進(jìn)法繪制三角片，從而得到比較光滑的人體曲面。在標(biāo)準(zhǔn)三維人體模型的基礎(chǔ)上，用戶只要輸入自己的特征尺寸胸圍、腰圍、臀圍等就可以得到自身模型。該系統(tǒng)具有使用方便、建模迅速等特點(diǎn)，并且用戶可旋轉(zhuǎn)多角度查看。而且該系統(tǒng)根據(jù)人體數(shù)據(jù)生成了相應(yīng)骨架，人體能在骨架驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行簡單的動(dòng)作?？傊?，該系統(tǒng)為后期的動(dòng)態(tài)展示服裝打下了良好的基礎(chǔ)。

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簡介：分類號密級公開國際十進(jìn)分類號（UDC）第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)位論文成人下頜偏斜患者顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)對稱性的成人下頜偏斜患者顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)對稱性的三維CT分析研究三維CT分析研究（題名和副題名）吳瑩瑩（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名李東教授（主任醫(yī)師）丁寅教授（主任醫(yī)師）指導(dǎo)教師單位第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科申請學(xué)位級別碩士專業(yè)名稱口腔臨床醫(yī)學(xué)（正畸學(xué)）論文提交日期200804答辯日期200805論文起止時(shí)間2006年10月至2008年04月學(xué)位授予單位第四軍醫(yī)大學(xué)成人下頜偏斜患者顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)對稱性的成人下頜偏斜患者顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)對稱性的三維三維CT分析研究分析研究研究生吳瑩瑩學(xué)科專業(yè)口腔臨床醫(yī)學(xué)（正畸學(xué)）所在單位第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科導(dǎo)師李東教授丁寅教授資助基金項(xiàng)目關(guān)鍵詞下頜偏斜；顳下頜關(guān)節(jié)；三維CT重建；髁突；關(guān)節(jié)窩中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)2008年05月

簡介：在現(xiàn)代電磁場工程中由于問題的復(fù)雜性要想求得封閉形式的解析解已經(jīng)不可能能夠在電磁場計(jì)算中發(fā)揮廣泛作用的唯有各種數(shù)值解法。在1966年KANESYEE發(fā)表的著名論文“NUMERICALSOLUTIONOFINITIALBOUNDARYVALUEPROBLEMSINVOLVINGMAXWELL’SEQUATIONINISOTROPICMEDIA”中用后來被稱為YEE氏網(wǎng)格的空間離散方式把帶有時(shí)間變量的MAXWELL方程轉(zhuǎn)化為差分方程才誕生了后來被稱作時(shí)域有限差分法FDTD的一種新的電磁場的數(shù)值解法。時(shí)域有限差分法在近三十多年的發(fā)展中逐漸走向成熟。但是傳統(tǒng)的時(shí)域有限差分法在計(jì)算精度上還有很多不足其誤差主要來源于以下幾個(gè)方面差分精度誤差吸收邊界條件造成的反射誤差相速變慢造成的數(shù)值色散誤差模擬散射體曲面時(shí)網(wǎng)格劃分造成的階梯狀表面產(chǎn)生的誤差加載波源引起的誤差數(shù)值運(yùn)算帶來的截?cái)嗾`差等多種誤差。為了更精確地對電磁問題進(jìn)行模擬最近又發(fā)展了很多FDTD的新的方法包括非均勻網(wǎng)格FDTD方法傳遞函數(shù)在FDTD中的應(yīng)用周期介質(zhì)、各向異性介質(zhì)、色散介質(zhì)和含有集中元件的FDTD等。本文主要從吸收邊界條件方面出發(fā)通過理論上的驗(yàn)證和最后通過程序?qū)嵺`得出關(guān)于PML方法的試驗(yàn)結(jié)果并從最后試驗(yàn)的波形傳播和單點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果給出PML方法模擬波傳播中吸收邊界的可行性。首先本文從麥克斯韋方程出發(fā)給出了FDTD法的基本差分方程并推導(dǎo)了在圓柱坐標(biāo)系下的FDTD的基本差分方程討論了FDTD數(shù)值解的穩(wěn)定性等多種相關(guān)方法并討論了MUR和PML兩種吸收邊界的基本方程和吸收原理給出了MUR的基本方程和圓柱坐標(biāo)下的方程以及PML吸收邊界下的基本方程。最后本文通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果以PML吸收邊界為條件在點(diǎn)源和一維波入射的情況下通過三維空間的模擬實(shí)現(xiàn)了波的傳播的研究。

簡介：目的應(yīng)用單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖SINGLECARDIACCYCLEREALTIMETHREEDIMENSIONALECHOCARDIOGRAPHY，SRT3DE對肺動(dòng)脈高壓PULMONARYHYPERTENSION，PH患者的右心室重構(gòu)進(jìn)行研究，分析右心室／左心室比值RIGHTVENTRICLELEFTVENTRICLE，RVLV的相關(guān)因素及主要影響因素，并分析肺動(dòng)脈高壓患者右心室重構(gòu)與右心室收縮功能之間的關(guān)系，以充分認(rèn)識右心室重構(gòu)對PH患者的臨床價(jià)值。方法1病例組為肺動(dòng)脈高壓患者40例，男16例，女24例，所有患者均排除肺動(dòng)脈狹窄及右心室流出道梗阻、先天性心臟病及其它器質(zhì)性心臟病，同時(shí)排除左心室收縮功能減低（左心室射血分?jǐn)?shù)＜50％）的患者。根據(jù)胸骨旁左心室長軸RVLV比值08將肺動(dòng)脈高壓患者分為A、B兩組，同時(shí)選取年齡、性別相匹配的健康志愿者20例，經(jīng)體格檢查、胸片、心電圖、超聲心動(dòng)圖等檢查均無心肺疾患。所有研究對象均為竇性心律。2采用SIEMENSACUSON2000彩色多普勒超聲診斷儀，成人心臟探頭4Z1C，儀器配有RVA自動(dòng)分析軟件，在機(jī)分析右心室功能。3所有受檢者取左側(cè)臥位，連接心電圖，常規(guī)記錄性別、年齡、心率等。獲得各切面的二維圖像及參數(shù)測量后，囑受檢者平靜呼吸，啟動(dòng)4D模式，獲得標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面，動(dòng)態(tài)存儲圖像清晰的2個(gè)心動(dòng)周期的三維全容積圖像，以待分析。4圖像分析和參數(shù)測取41常規(guī)二維參數(shù)及右心室功能的測定411在二維圖像中，測量舒張末期右心室及左心室最大前后徑，并計(jì)算RVLV比值，同時(shí)測量主肺動(dòng)脈內(nèi)徑MAINPULMONARYARTERYMPA及右心房內(nèi)徑RIGHTATRIUM，RA作為右心結(jié)構(gòu)參數(shù)。412肺動(dòng)脈收縮壓PULMONARYARTERYSYSTOLICPRESSURE，PASP根據(jù)連續(xù)多普勒測得的三尖瓣最高反流速度及右房壓（根據(jù)下腔靜脈內(nèi)徑和吸氣塌陷率估測）估測。肺動(dòng)脈平均壓MEANPULMONARYARTERYPRESSURE，MPAP根據(jù)肺動(dòng)脈瓣舒張期最大反流速度及右房壓估測。413利用超聲心動(dòng)圖通過脈沖多普勒測量右室流出道收縮期血流頻譜，計(jì)算出右室流出道血流速度時(shí)間積分VELOCITYTIMEINTEGRAL，VTIRVOT，并將三尖瓣返流峰值流速TRICUSPIDREGURGITATIONPEAKVELOCITY，TRV帶入公式PVREWOODTRVMSVTIRVOTCM10016即可計(jì)算，并計(jì)算校正的PVRE，校正的PVREWOOD32PVRE45。414先將M超取樣容積置于心尖四腔心切面的三尖瓣環(huán)游離壁，獲得三尖瓣環(huán)收縮期位移TRICUSPIDANNULARPLANESYSTOLICEXCURSION，TAPSE。然后啟用DTI，在該切面記錄右心室游離壁三尖瓣環(huán)血流頻譜，測量等容舒張時(shí)間IRT、等容收縮時(shí)間ICT和射血時(shí)間ET，計(jì)算右心室TEI指數(shù)。415于劍突下切面獲取下腔靜脈內(nèi)徑及平靜呼吸時(shí)的吸氣塌陷率。42右心室三維容積參數(shù)的測定在ACUSONSC2000工作站提取圖像，進(jìn)入右心容積自動(dòng)分析軟件，根據(jù)操作菜單得出右心室三維容積圖及相關(guān)參數(shù)，即右心室舒張末期容積EDVRV，右心室收縮末期容積ESVRV，右心室每搏量SVRV，右心室射血分?jǐn)?shù)EFRV。結(jié)果1一般資料的比較各組間年齡、性別均無顯著性差異。對照組與A組、B組比較靜息心率HR差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但A組、B組相比較靜息心率差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2常規(guī)超聲心動(dòng)圖及右心室功能參數(shù)比較21常規(guī)參數(shù)比較與對照組比較，A組、B組MPA及RA內(nèi)徑明顯增大，三組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。22A組、B組間比較PASP，MPAP及PVR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，中重度三尖瓣反流比例差別亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。23各組間比較，TAPSE差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，RVLV比值越大，TAPSE越低。24各組間比較，TEI指數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，RVLV比值越大，TEI指數(shù)越大。3各組間右心室三維容積參數(shù)的比較對照組與A、B兩組間比較，SVRV無顯著性差異，而EDVRV，ESVRV有顯著性差異，對照組與A組比較RVEF3D差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而與B組比較RVEF3D差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，A組、B組間比較，EDVRV，ESVRV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P＜005，RVEF3D差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P＜001。4RVLV比值與右心室結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)相關(guān)性分析RVLV比值與RA內(nèi)徑存在相關(guān)性，RVLV比值與PASP、MPAP及中重度三尖瓣反流呈正相關(guān)，與反映右室長軸收縮功能及整體功能的TAPSE及TEI指數(shù)均有一定相關(guān)性（R分別為0719，0681）。5RVEF3D與右心室結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)相關(guān)性分析RVEF3D與反映右心室重構(gòu)的RVLV比值呈負(fù)相關(guān)，與PASP、MPAP及PVR呈負(fù)相關(guān)，與反映右心室收縮功能及整體功能的TAPSE和TEI指數(shù)均有一定相關(guān)性（分別為R0695及0466）。6影響RVLV比值主要因素的分析把RVLV比值作為因變量，PASP、MPAP、PVR、中重度三尖瓣反流、TAPSE、TEI指數(shù)及RVEF3D作為自變量，進(jìn)行多因素逐步回歸分析，最終進(jìn)入方程的有PASP、MPAP，提示影響RVLV比值的主要因素是PASP、MPAP。7影響RVEF3D主要因素的分析把RVEF3D作為因變量，PASP、MPAP、PVR、TAPSE、TEI指數(shù)作為自變量，進(jìn)行多因素逐步回歸分析，最終僅有MPAP進(jìn)入方程，提示影響RVEF3D的主要因素只有MPAP。結(jié)論肺動(dòng)脈高壓患者的共有特征是右心室重構(gòu)，即右心室?guī)缀涡螤?、結(jié)構(gòu)及功能（包括收縮及舒張功能）的變化，單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖可定量、準(zhǔn)確地評價(jià)右心室收縮功能，其測得的RVEF3D與TAPSE及TEI指數(shù)均有較好的相關(guān)性。RVLV比值＞08的肺動(dòng)脈高壓患者，其RVEF3D更低，由多因素逐步回歸分析得出MPAP是影響肺動(dòng)脈高壓患者右心室收縮功能的主要因素。RVLV比值與PASP、MPAP及PVR均有較好的相關(guān)性，由多因素逐步回歸分析得出PASP及MPAP均是影響肺動(dòng)脈高壓患者右心室重構(gòu)的主要因素。

簡介：目的建立符合人體解剖結(jié)構(gòu)的正常人體頸椎三維有限元模型，并驗(yàn)證其有效性，在此基礎(chǔ)上建立頸椎椎體間融合和人工椎間盤置換模型，分析這兩種手術(shù)術(shù)后頸椎的生物力學(xué)變化。方法選擇1名26歲健康男性志愿者，排除頸椎疾病，利用螺旋CT掃描獲得其頸椎連續(xù)斷層圖像，將這些DICOM格式的圖像導(dǎo)入MIMICS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到頸椎的三維實(shí)體模型。導(dǎo)入有限元分析軟件ABAQUS進(jìn)行網(wǎng)格劃分，添加椎間盤及主要韌帶，對不同的組織賦予相應(yīng)的材料屬性。小關(guān)節(jié)面定義為有摩擦系數(shù)的非線性接觸關(guān)節(jié)，韌帶則定義為非線性材料限制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，從而建立人體頸椎有限元模型。模型的驗(yàn)證參考文獻(xiàn)中描述的方法，C7下表面在所有方向上完全固定，在C2上表面施加50N的預(yù)載荷，然后在20NM作用力下，模擬頸椎在前屈、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)工況下的反應(yīng)，與其它頸椎有限元模型和體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證。在正常頸椎模型基礎(chǔ)上，改變椎間盤的生物力學(xué)特性及接觸屬性，模擬頸椎椎體間融合術(shù)。按照人工椎間盤的設(shè)計(jì)原理，并參考臨床使用的人工椎間盤實(shí)物特征，應(yīng)用ABAQUS的輔助設(shè)計(jì)模塊建立人工椎間盤理論模型，該模型為球窩關(guān)節(jié)，包含上部的蓋板和下部的核心兩個(gè)部分，蓋板和核心的材料分別設(shè)置為人工椎間盤中常用的鈷鉻鉬合金和超高分子量聚乙烯UPE，這兩個(gè)部分可完全分離，使用時(shí)組裝在一起。用此人工椎間盤置換掉原有椎間盤，模擬人工椎間盤置換術(shù)。在這三種模型上分別施加相同的邊界條件和扭矩，分析應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果并進(jìn)行對比。結(jié)果建立的正常頸椎模型包括C2C7六個(gè)椎體、C23C67五個(gè)椎間盤及后部結(jié)構(gòu)與主要韌帶，共有155322個(gè)節(jié)點(diǎn)和612543個(gè)單元。在模擬外力作用下，在前屈、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)工況條件下的活動(dòng)度與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合。數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS180軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P＞005，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明該模型具有良好的生物逼真度，可用于長節(jié)段生物力學(xué)分析。頸椎椎體間融合后，除前屈應(yīng)力下融合節(jié)段上方相鄰的椎體位移較術(shù)前稍有增大以外，其它各椎體的位移均較術(shù)前明顯減小。數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)INDEPENDENTSAMPLESTTEST，P值小于001，即椎體融合后各椎體的活動(dòng)度與融合前相比其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明ACDF手術(shù)使頸椎活動(dòng)范圍減小，且融合節(jié)段所丟失的活動(dòng)度不能被其它節(jié)段所代償。融合節(jié)段以上的各椎間盤應(yīng)力均較正常模型的椎間盤應(yīng)力增大。在融合的C56椎間隙內(nèi)，其應(yīng)力值更是大大高于其它椎間隙，而在融合節(jié)段以下的C67椎間隙，其應(yīng)力值反而較融合前減小。經(jīng)INDEPENDENTSAMPLESTTEST，P值小于001，即這種差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明ACDF術(shù)后，融合節(jié)段以上的各椎間盤應(yīng)力較術(shù)前增大，有可能加速這些椎間盤的退變。與正常頸椎模型相比，人工椎間盤置換術(shù)后，在相同的應(yīng)力和邊界條件下，各椎體的位移值與融合前相比有部分變化。在前屈應(yīng)力下，置換節(jié)段以上的各節(jié)段位移較術(shù)前稍有增大，而置換節(jié)段以下的椎體較術(shù)前活動(dòng)度減小在后伸和側(cè)屈應(yīng)力下，各節(jié)段的位移則較術(shù)前稍有減小。數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)INDEPENDENTSAMPLESTTEST，P值大于005，即CTDR術(shù)后各椎體的位移與術(shù)前相比其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明CTDR手術(shù)對頸椎的活動(dòng)范圍影響不大，基本可以重建手術(shù)節(jié)段和整個(gè)頸椎的活動(dòng)度。椎間盤置換術(shù)后，各椎間盤內(nèi)的應(yīng)力較正常模型的椎間盤應(yīng)力變化不大，經(jīng)INDEPENDENTSAMPLESTTEST，P值大于005，即這種差別沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明CTDR術(shù)后，對其它節(jié)段的椎間盤的應(yīng)力無明顯影響。結(jié)論建立的頸椎三維有限元模型具有良好的生物逼真度，可以用于生物力學(xué)分析ACDF手術(shù)使頸椎活動(dòng)范圍減小，且融合節(jié)段所丟失的活動(dòng)度不能被其它節(jié)段所代償。融合節(jié)段以上的各椎間盤應(yīng)力較術(shù)前增大，有可能加速這些椎間盤的退變。CTDR手術(shù)對頸椎的活動(dòng)范圍影響不大，基本可以重建手術(shù)節(jié)段和整個(gè)頸椎的活動(dòng)度，且對其它節(jié)段的椎間盤的應(yīng)力無明顯影響，不會加速這些椎間盤的退變。

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