簡(jiǎn)介：三維圖形技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速和受關(guān)注較多的技術(shù)之一，它是虛擬現(xiàn)實(shí)、實(shí)時(shí)仿真、數(shù)字娛樂(lè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)。然而三維圖形技術(shù)涉及到許多專業(yè)知識(shí)和算法，直接應(yīng)用3DAPI開(kāi)發(fā)三維應(yīng)用程序難度很大。三維引擎就是通過(guò)封裝底層操作，給開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)清晰的軟件框架，提高三維應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)效率。目前我國(guó)三維圖形引擎技術(shù)還很薄弱，大部分都引進(jìn)國(guó)外引擎，因此對(duì)它的研究變得十分有意義。一個(gè)完善的三維引擎都要包括對(duì)場(chǎng)景的模擬，場(chǎng)景的模擬可分為室內(nèi)場(chǎng)景模擬和室外場(chǎng)景模擬，室外場(chǎng)景模擬主要是指自然場(chǎng)景的模擬，自然場(chǎng)景的模擬也是圖形學(xué)中難點(diǎn)之一。本文通過(guò)一個(gè)三維引擎的具體實(shí)現(xiàn)，研究了三維引擎設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵技術(shù)，并將其應(yīng)用到一個(gè)三維場(chǎng)景漫游程序的實(shí)例中，取得了較好的效果。研究成果主要表現(xiàn)在三個(gè)方面1結(jié)合軟件工程模塊化的思想，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于GPU渲染的圖形引擎框架，引擎主要包括場(chǎng)景管理模塊、資源管理模塊、渲染管理模塊、輸入輸出模塊、數(shù)學(xué)方法庫(kù)、GUI模塊，可以較方便的開(kāi)發(fā)3D應(yīng)用程序。2深入分析GPU渲染管道的原理，結(jié)合3DAPI的渲染機(jī)制，在管理渲染狀態(tài)和渲染批次提交方面對(duì)引擎進(jìn)行優(yōu)化，提高了渲染效率。3為三維引擎設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一些自然場(chǎng)景模擬常用的類庫(kù)，主要包括地形生成、天空大氣和云層模擬、水模擬、草地模擬，對(duì)其中一些模擬算法進(jìn)行了改進(jìn)。

簡(jiǎn)介：研究背景踝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶是維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，尤以距腓前韌帶（ANTERITALOFIBULARLIGAMENT，ATFL）及跟腓韌帶（CALCANEOFIBULARLIGAMENT，CFL）起主要穩(wěn)定作用，其損傷可導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)外側(cè)不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響踝關(guān)節(jié)功能。有文獻(xiàn)報(bào)道踝關(guān)節(jié)韌帶損傷是最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)性損傷，其數(shù)量約占整個(gè)運(yùn)動(dòng)損傷的25％，其中內(nèi)翻扭傷導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶的損傷又約占踝關(guān)節(jié)韌帶損傷的85％10％～20％的急性外側(cè)副韌帶損傷會(huì)發(fā)展為慢性踝關(guān)節(jié)外側(cè)不穩(wěn)定CHRONICLATERALANKLEINSTABILITY，CAI。傳統(tǒng)骨科生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是以動(dòng)物模型及尸體標(biāo)本作為研究對(duì)象，但存在諸多弊端和局限性。動(dòng)物模型的結(jié)構(gòu)和功能與人類差別較大，而踝關(guān)節(jié)的動(dòng)物模型目前尚未成功建立尸體標(biāo)本雖然在物理相似性上優(yōu)勢(shì)較大，但由于失活的組織其生物力學(xué)性能是漸變的，不同的尸體標(biāo)本力學(xué)性能各異，并且一個(gè)標(biāo)本不能反復(fù)利用，故而使對(duì)照研究的可比性下降。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元分析FINITEELEMENTANALYSIS，F(xiàn)EA已經(jīng)迅速發(fā)展成為一種現(xiàn)代計(jì)算方法。在有限元仿真實(shí)驗(yàn)中，可以對(duì)模型材料參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件仿真，模擬拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等各種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，以求獲得在不同實(shí)驗(yàn)條件下模型任意部位變形、應(yīng)力應(yīng)變分布、內(nèi)部能量變化、極限破壞分析等變化情況。與傳統(tǒng)的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，有限元方法能夠建立具有高度物理相似性的數(shù)值模型，既可以進(jìn)行精確的數(shù)字分析，也可以進(jìn)行形象的、直觀的定性研究，還可以完成傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的加載方式及約束條件，得到客觀實(shí)體實(shí)驗(yàn)所難以獲得的研究數(shù)據(jù)，甚至可以通過(guò)改變材料特性等途徑進(jìn)行個(gè)體化的差異性受力分析。由于有限元法相較于傳統(tǒng)研究方法擁有諸多優(yōu)勢(shì)，因此被迅速引入生物力學(xué)研究領(lǐng)域，成為經(jīng)典生物力學(xué)研究方法的有力補(bǔ)充。本研究首先采用MRI技術(shù)掃描一健康志愿者的踝關(guān)節(jié)，利用三維仿真建模軟件MIMICS建立一個(gè)正常踝關(guān)節(jié)三維仿真模型，模型包括脛腓骨遠(yuǎn)端、距骨和跟骨以及相應(yīng)關(guān)節(jié)面，并在有限元分析軟件ANSYS中建立踝關(guān)節(jié)的內(nèi)、外側(cè)副韌帶、距下關(guān)節(jié)距跟骨間韌帶和距跟內(nèi)外側(cè)韌帶。然后利用已有文獻(xiàn)資料中的數(shù)據(jù)對(duì)構(gòu)建的有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證，以保證所構(gòu)建模型的有效性。接著分別模擬急性ATFL撕裂、ATFL及CFL同時(shí)斷裂，對(duì)損傷后的踝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特性進(jìn)行研究。最后對(duì)ATFL及CFL斷裂后的踝關(guān)節(jié)模型進(jìn)行韌帶重建，模擬WATSONJONES、CHRISMANSNOOK及EVANS三種非解剖肌腱重建術(shù)式，比較不同重建術(shù)后的踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)特性，以期為臨床工作中CAI治療術(shù)式的選擇提供可靠的理論依據(jù)。第一章人踝關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立及有效性分析目的建立正常人踝關(guān)節(jié)三維有限元模型，并驗(yàn)證模型的有效性，測(cè)試其敏感性，為下一步研究提供數(shù)字化平臺(tái)。方法選取一名健康志愿者，采用MRI對(duì)其踝關(guān)節(jié)進(jìn)行連續(xù)掃描，層厚為1MM，以DICOM格式文件存儲(chǔ)所得的掃描圖像。將掃描圖像導(dǎo)入三維仿真建模軟件MIMICS，利用MIMICS軟件生成健康人踝關(guān)節(jié)的三維仿真模型，模型包括骨性結(jié)構(gòu)和軟骨，將原始模型導(dǎo)入MIMICS自帶的MAGICS99軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分和模型優(yōu)化，將優(yōu)化后的模型導(dǎo)入大型通用有限元分析軟件ANSYS120中，在ANSYS中對(duì)模型網(wǎng)格賦予特定的材料屬性。最后利用解剖學(xué)資料，在ANSYS中構(gòu)建踝關(guān)節(jié)周圍的主要韌帶。人踝關(guān)節(jié)三維有限元模型建立后，對(duì)模型進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試，將獲取數(shù)據(jù)與既往已有研究文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析模型的有效性，并測(cè)試模型敏感性。結(jié)果1在踝關(guān)節(jié)三維有限元模型中模擬前抽屜試驗(yàn)（ANTERIDRAWERTEST，ADT），對(duì)跟骨施加不同大小前向牽引力，所獲得距骨前移距離ANTERITALUSTRANSLATION，ATT與以往文獻(xiàn)數(shù)據(jù)基本一致。2ADT中ATT隨著踩關(guān)節(jié)屈曲角度增大而減小，處于中立位時(shí)，踝關(guān)節(jié)最為“松弛”。只有ATFL的斷裂會(huì)導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)明顯的前向不穩(wěn)定。結(jié)論1基于MRI掃描的DICOM格式文件，采用MIMICS與ANSYS軟件，成功構(gòu)建了正常人踝關(guān)節(jié)的三維有限元模型，模型中包括了距骨、跟骨、遠(yuǎn)端脛腓骨、踝關(guān)節(jié)及距下關(guān)面軟骨、踝關(guān)節(jié)周圍主要韌帶。2有限元模型模擬計(jì)算得到的ATT與以往文獻(xiàn)尸體標(biāo)本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)基本一致，證實(shí)了模型具有良好的有效性。參數(shù)敏感性分析的結(jié)果證實(shí)了該模型具有良好的敏感性，為進(jìn)一步研究提供了可靠的數(shù)字化平臺(tái)。第二章踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的的生物力學(xué)有限元分析目的采用第二章所建立的正常人踝關(guān)節(jié)有限元模型，建立踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶損傷模型，探討踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶對(duì)維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的生物力學(xué)影響。方法1逐個(gè)移除各條韌帶所對(duì)應(yīng)的韌帶單元并建立踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶損傷模型。2模擬ADT實(shí)驗(yàn)，在模型中對(duì)跟骨施加由50N遞增至150N的前向牽引力，同時(shí)對(duì)踝關(guān)節(jié)施加由50N遞增至1500N的垂直軸向壓力，計(jì)算ATT和各條韌帶的應(yīng)力。3模擬內(nèi)翻應(yīng)力試驗(yàn)，約束脛腓骨遠(yuǎn)端的活動(dòng)，屈曲并固定踝關(guān)節(jié)于不同角度，對(duì)跟骨施加17NM內(nèi)翻扭矩，計(jì)算距骨傾斜角度TALUSTILT，TT和各條韌帶的應(yīng)力。4模擬內(nèi)旋應(yīng)力試驗(yàn)，約束脛腓骨遠(yuǎn)端的活動(dòng)，調(diào)整固定踝關(guān)節(jié)屈曲于不同角度，對(duì)跟骨施加34NM的內(nèi)旋扭矩，計(jì)算距骨內(nèi)旋角度TALUSROTATION，TR及各條韌帶的應(yīng)力。結(jié)果1ATFL損傷后，ATT明顯增加ATFL和CFL聯(lián)合損傷與ATFL單獨(dú)損傷的ATT值差異不明顯當(dāng)垂直壓力大于300N后，ATT明顯減小ATFL是ADT中承受應(yīng)力最高的韌帶。2內(nèi)翻應(yīng)力試驗(yàn)中，當(dāng)ATFL單獨(dú)損傷時(shí)TT增加不明顯當(dāng)ATFL與CFL同時(shí)損傷后，TT明顯增加ATFL與CFL共同承受了對(duì)抗內(nèi)翻運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力。3內(nèi)旋應(yīng)力試驗(yàn)中，當(dāng)ATFL損傷后，踝關(guān)節(jié)TR就會(huì)明顯增加ATFL是對(duì)抗內(nèi)旋運(yùn)動(dòng)中承受應(yīng)力最高的韌帶。結(jié)論1ATFL能夠限制距骨從榫眼處向前移位即所謂前抽屜運(yùn)動(dòng)，而CFL和PTFL在維持踝關(guān)節(jié)前向穩(wěn)定性當(dāng)中作用不明顯。本實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)提示中立位下，前向牽引力100N，當(dāng)ATT≥6MM，△ATT≥2MM時(shí)，ADT試驗(yàn)可判定為陽(yáng)性，提示ATFL損傷。2ADT在踝關(guān)節(jié)中立位下操作時(shí)，距骨前抽屜運(yùn)動(dòng)最明顯。當(dāng)脛骨垂直軸向壓力大于300N后，關(guān)節(jié)面的吻合已成為維持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的最主要因素。3內(nèi)翻應(yīng)力試驗(yàn)對(duì)檢查ATFL損傷不敏感，CFL是阻止距骨內(nèi)翻的主要韌帶CFL斷裂同時(shí)合并有ATFL損傷時(shí)則會(huì)出現(xiàn)明顯的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻不穩(wěn)。正常踝關(guān)節(jié)TT≤4°，當(dāng)TT≥12°時(shí)，提示ATFL與CFL同時(shí)撕裂。4內(nèi)旋應(yīng)力試驗(yàn)提示ATFL是維持踝關(guān)節(jié)內(nèi)旋穩(wěn)定性的主要韌帶。正常TR≤4°，當(dāng)TR≥8°時(shí)，提示ATFL斷裂，CFL和PTFL在維持踝關(guān)節(jié)內(nèi)旋穩(wěn)定性中作用不明顯。第三章EVANS、CHRISMANSNOOK和WATSONJONES術(shù)式治療踝關(guān)節(jié)外側(cè)不穩(wěn)的生物力學(xué)有限元分析目的在ATFL及CFL損傷模型上模擬WATSONJONES、CHRISMANSNOOK及EVANS三種非解剖肌腱移植重建法，對(duì)重建外側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后的踝關(guān)節(jié)模型進(jìn)行生物力學(xué)分析，比較三種重建方法的優(yōu)劣。方法1在移除ATFL與CFL的踝關(guān)節(jié)有限元模型上，根據(jù)三種重建手術(shù)方法，分別建立EVANS法、CHRISMANSNOOK法和WATSONJONES法三個(gè)移植肌腱重建模型。2模擬ADT，在三個(gè)重建模型上分別對(duì)跟骨施加由50N遞增至150N的前向牽引力，計(jì)算踝關(guān)節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的ATT與韌帶及肌腱應(yīng)力。3模擬內(nèi)翻應(yīng)力試驗(yàn)，在三個(gè)重建模型上對(duì)分別對(duì)跟骨施加17NM的內(nèi)翻力矩，計(jì)算踝關(guān)節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的TT與韌帶及肌腱應(yīng)力。4模擬內(nèi)旋應(yīng)力試驗(yàn)，在三個(gè)重建模型上分別對(duì)跟骨施加34NM內(nèi)旋力矩，計(jì)算踝關(guān)節(jié)不同屈曲角度下，不同重建模型的TR與韌帶及肌腱應(yīng)力。結(jié)果三種重建方法均能提高踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，但效果與施力方向及踝關(guān)節(jié)屈曲角度有關(guān)系。其中WATSONJONES法能夠最有效的恢復(fù)踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。結(jié)論1在外側(cè)韌帶損傷踝關(guān)節(jié)有限元模型基礎(chǔ)上，成功模擬建立了EVANS法、CHRISMANSNOOK法和WATSONJONES法三種非解剖肌腱重建模型。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示三種非解剖肌腱重建術(shù)式中，WATSONJONES法能夠最有效的恢復(fù)踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。WATSONJONES法重建后的踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻、內(nèi)旋和前向穩(wěn)定性以及韌帶應(yīng)力都要優(yōu)于EVANS法和CHRISMANSNOOK法。3三種非解剖肌腱重建法都無(wú)法使踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

簡(jiǎn)介：隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代制造和加工工業(yè)中廣泛的應(yīng)用CADCAMCNC技術(shù)來(lái)加速產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期，三維仿真技術(shù)在其中扮演了很重要的角色。三維仿真技術(shù)可以在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)給予用戶極大的幫助，用戶可以更直觀的觀察他們的設(shè)計(jì)，同樣，用戶可以在三維仿真系統(tǒng)的幫助下模擬運(yùn)行工作過(guò)程，并在任意維度上觀察它們的工作步驟。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，探討了數(shù)控系統(tǒng)三維線框仿真的方法，將仿真的過(guò)程分解為NC代碼的編譯和三維圖形繪制兩個(gè)主要部分。以此為基礎(chǔ)本文深入研究了編譯程序的一般構(gòu)造方法，論述了NC代碼詞法分析器、語(yǔ)法分析器等的構(gòu)造方法以及編譯流程。之后本文介紹了OPENGL這種通用圖形API以及它的編程規(guī)則和方法，以及在VC中使用這種圖形API的方法。本文討論了OPENGL中基本圖元的繪制方法和計(jì)算公式，并在此基礎(chǔ)之上編寫(xiě)三維空間中各圖元的繪制程序。為仿真程序所需，本文討論了動(dòng)態(tài)圖元的繪制技術(shù)，以及所需的計(jì)算公式，并給出了編程所需的流程。最后編寫(xiě)和調(diào)試了一個(gè)基于OPENGL的NC代碼三維仿真程序。本程序開(kāi)發(fā)工具采用VC，并且基于OPENGL20規(guī)范。并作為我們所開(kāi)發(fā)的PDM系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司某研究所和安徽省數(shù)字化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制造車間得到了良好的應(yīng)用

簡(jiǎn)介：本文對(duì)PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)作了分析確定以運(yùn)動(dòng)控制卡PC機(jī)體系結(jié)構(gòu)和WINDOWS98操作系統(tǒng)作為三維四軸PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)平臺(tái)本文采用系統(tǒng)集成的方法開(kāi)發(fā)三維四軸PCB板數(shù)控銑床的硬件系統(tǒng)在深入分析PCB板源文件數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)上建立加工數(shù)據(jù)接口模型并利用MFC動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)接口模型通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)二維圖形軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB板加工數(shù)據(jù)的編輯處理基于刀具半徑補(bǔ)償原理、刀具半徑補(bǔ)償方向的判斷法則和最小包圍矩形算法實(shí)現(xiàn)PCB板輪廓線數(shù)據(jù)的提取和刀具中心軌跡的生成在運(yùn)動(dòng)控制卡PC機(jī)的數(shù)控體系結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)的加工控制系統(tǒng)本文還研究了實(shí)現(xiàn)WINDOWS98環(huán)境下實(shí)時(shí)控制的技術(shù)并用VXD程序處理硬件中斷事件的方式解決了本文數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題本文通過(guò)對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性分析得出以下結(jié)論數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在過(guò)阻尼的情況下運(yùn)行位置控制器的增益必須小于某一固定值進(jìn)給伺服系統(tǒng)才不發(fā)生振蕩本文利用VC60MFC實(shí)現(xiàn)了三維四軸PCB板銑床數(shù)控系統(tǒng)

簡(jiǎn)介：廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和廈門(mén)大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范試行。另外，該學(xué)位論文為課題組的研究成果，獲得課題組經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在實(shí)驗(yàn)室完成。請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫(xiě)課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。聲明人簽名徐犬狐沁1L年名月，EL廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文著作權(quán)使用聲明／㈣罌掣必本人同意廈門(mén)大學(xué)根據(jù)中華人民共和國(guó)學(xué)位條例暫行實(shí)施辦法等規(guī)定保留和使用此學(xué)位論文，并向主管部門(mén)或其指定機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文包括紙質(zhì)版和電子版，允許學(xué)位論文進(jìn)入廈門(mén)大學(xué)圖書(shū)館及其數(shù)據(jù)庫(kù)被查閱、借閱。本人同意廈門(mén)大學(xué)將學(xué)位論文加入全國(guó)博士、碩士學(xué)位論文共建單位數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版，采用影印、縮印或者其它方式合理復(fù)制學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審查核定的保密學(xué)位論文，于年月日解密，解密后適用上述授權(quán)?！?不保密，適用上述授權(quán)。請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)括號(hào)內(nèi)打“√”或填上相應(yīng)內(nèi)容。保密學(xué)位論文應(yīng)是已經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審定過(guò)的學(xué)位論文，未經(jīng)廈門(mén)大學(xué)保密委員會(huì)審定的學(xué)位論文均為公開(kāi)學(xué)位論文。此聲明欄不填寫(xiě)的，默認(rèn)為公開(kāi)學(xué)位論文，均適用上述授權(quán)。聲明人簽名彳余天狐1。P年Z月』EL

簡(jiǎn)介：南開(kāi)大學(xué)碩士學(xué)位論文集成成像三維顯示系統(tǒng)光學(xué)性能的研究姓名王芳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)光學(xué)工程指導(dǎo)教師方志良；趙星201205ABSTRACTABSTRACTASAMEANSOFTHREEDIMENSIONALDISPLAYTECHNOLOGYTHEIMEGRALIMAGINGTECHNOLOGYHASATTRACTEDMOREANDMOREATTENTIONBECAUSEOFCONVENIENTVIEWINGCONDITION，CONTINUOUSVIEWINGPOINTSANDFULLPARALLAXANDSIMPLEEXPERIMENTALCONDITIONSHOWEVER，RESTRICTEDBYTHEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，THEQUALITYOFRECONSTRUCTEDIMAGEISNOTHIGHEMBODIEDINLOWRESOLUTION，SHORTDEPTHOFFIELDANDSMALLVIEWINGANGLERESEARCHERSHAVEPROPOSEDMANYWAYSTOIMPROVETHERESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLEOFSYSTEM，BUTTHEPROBLEMSOFOBJECTIVEEVALUATIONCRITERIAOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，RELATIONSHIPBETWEENLENSARRAYANDSYSTEMPERFORMANCEANDAPPLICATIONOFINTEGRALIMAGINGTECHNOLOGYINTHENAKEDEYEFLATPANELTHREEDIMENSIONALDISPLAYAREDRAWNLITTLEATTENTIONANDNEEDDEEPLYSTUDIEDINTHISTHESIS，CONCERNINGTHESEPROBLEM，THEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGTHREEDIMENSIONALDISPLAYSYSTEMISSTUDIEDASFOLLOWS1THEDEVELOPMENTSOFDOMESTICANDINTERNATIONALABOUTTHEIMPROVEMENTOFOPTICALPERFORMANCEOFIMEGRALIMAGINGTHREEDIMENSIONALDISPLAYSYSTEMWERECOMPREHENSIVEDISEASED，ANDSOMEPROBLEMSINCURRENTRESEARCHWERERAISED；2THEPRINCIPLEOFINTEGRALIMAGINGTECHNOLOGYWASEXPLAINEDBASICALLYTHEDEFMITIONOFRESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLE，WHICHARETHREEMAINPARAMETERSCORRELATEDWITHTHEOPTICALPERFORMANCEOFINTEGRALIMAGINGSYSTEM，WEREINTRODUCEDWHAT’SMORE，THEINFLUENCEOFSYSTEMDEVICESONTHERESOLUTION，DEPTHOFFIELDANDVIEWINGANGLEWASANALYZED；3THERELATIONSHIPBETWEENSYSTEMRESOLUTIONANDTHEHUMANVISUALRESOLUTIONINSPECIFICCONDITIONWASANALYZEDCOMBINEDWITHTHECHARACTERISTICSOFHUMANVISION，THEMETHODOFREPRESENTINGTHEVISUALRESOLUTIONEFFECTOFSYSTEMINACTUALVIEWINGSITUATIONWITHCONTRASTIVEPARAMETEROFRESOLUTIONWASPROPOSEDTHISMETHODCALLEFFECTIVELYDISTINGUISHANDCOMPARETHEACTUALRESOLUTIONPERFORMANCEOFDIFFERENTINTEGRALIMAGINGSYSTEMSINADDITION，THEIMPORTANTROLEOFLENSARRAYININTEGRALII

簡(jiǎn)介：個(gè)性化人工髖關(guān)節(jié)可以提高假體與骨之間的匹配程度延長(zhǎng)假體壽命而且可滿足特殊病例需要精確獲得股骨的幾何參數(shù)通過(guò)生物力學(xué)分析優(yōu)化假體設(shè)計(jì)一直是該領(lǐng)域的前沿課題鑒于此本文利用圖像處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將股骨的螺旋CT二維圖像進(jìn)行三維重建研究并采用非線性有限元方法進(jìn)行人工髖關(guān)節(jié)的生物力學(xué)分析感染是關(guān)節(jié)置換術(shù)后一個(gè)災(zāi)難性的并發(fā)癥因此本文還采用離子注入方法對(duì)假體材料表面改性系統(tǒng)研究抗菌性、耐磨性等性能以期為個(gè)性化人工髖關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)和制造提供模型基礎(chǔ)及幾何設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)的依據(jù)利用MIMICS、IMAGEWARE和UNIGRAPHICS軟件實(shí)現(xiàn)了CT數(shù)據(jù)的精確傳輸和股骨三維重建成功區(qū)分了皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨重建模型具有較高的精度曲面平均誤差低于05MM采用三維CT法測(cè)量了股骨前傾角而且實(shí)現(xiàn)了畸形股骨的三維重建并利用快速原型方法制作了實(shí)體模型采用非線性有限元方法建立了髖臼一假體頭有限元模型進(jìn)行超高分子量聚乙烯UHMWPE內(nèi)襯的應(yīng)力分析研究結(jié)果顯示步行過(guò)程中內(nèi)襯應(yīng)力遠(yuǎn)低于UHMWPE屈服強(qiáng)度支撐相內(nèi)襯應(yīng)力較高主要分布在后外側(cè)四分之一象限擺動(dòng)相應(yīng)力水平較低假體頭直徑增大內(nèi)襯應(yīng)力降低；而內(nèi)襯厚度和頭材料對(duì)內(nèi)襯應(yīng)力均無(wú)顯著影響同時(shí)采用非線性有限元方法建立了假體頭～頸有限元模型進(jìn)行頭、頸接合面的相對(duì)位移和接觸應(yīng)力分析經(jīng)研究分析表明增大假體頭直徑可減小相對(duì)位移及接觸應(yīng)力；隨接合面錐度的增大相對(duì)位移下降而接觸應(yīng)力先降低后升高；假體頭剛度和表面摩擦系數(shù)增加相對(duì)位移和接觸應(yīng)力下降；假體頸剛度增加相對(duì)位移降低接觸應(yīng)力卻增大采用三維有限元分析方法進(jìn)行置換前后股骨及假體應(yīng)力分析結(jié)果表明完整股骨中上部?jī)?nèi)側(cè)受壓應(yīng)力外側(cè)受張應(yīng)力而中下部外側(cè)受壓應(yīng)力內(nèi)側(cè)受張應(yīng)力股骨應(yīng)力峰值位于中下部；置換后股骨受力模式基本不變近端應(yīng)力遮擋顯著中下部應(yīng)力遮擋較輕股骨遠(yuǎn)端應(yīng)力水平略有增加隨假體頸干角增加假體及股骨應(yīng)力水平降低；柄長(zhǎng)對(duì)假體應(yīng)力水平影響不大股骨上的應(yīng)力隨柄長(zhǎng)增大略有增加；降低假體材料剛度假體應(yīng)力降低股骨近端應(yīng)力升高采用MEVVA源強(qiáng)離子束注入AG離子對(duì)假體材料317L不銹鋼、純鈦TA2和鈦合金TI6A17NB進(jìn)行表面改性并采用瓊脂平板法測(cè)定對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性同時(shí)測(cè)量耐蝕性、表面硬度和耐磨損性能結(jié)果表明原始試樣無(wú)抗菌性隨著AG離子注入劑量的提高三種材料抗菌性能顯著提高當(dāng)AG離子注入劑量達(dá)到15X10IONSCM以上時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果顯著抗菌率均達(dá)到999﹪以上AG離子注入后三種材料耐蝕性與注入前相當(dāng)；表面顯微硬度有不同程度的提高；比磨損率均有不同程度的降低

簡(jiǎn)介：現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)葉輪機(jī)械的性能提出了越來(lái)越高的要求，正確掌握葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)的分布是優(yōu)化葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。相比試驗(yàn)方法與理論計(jì)算方法，數(shù)值模擬方法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)廣泛應(yīng)用于數(shù)值模擬的SIMPLE算法及數(shù)值模擬中相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)展開(kāi)論述，編制了相應(yīng)的湍流流動(dòng)數(shù)值模擬程序，并應(yīng)用于算例的計(jì)算當(dāng)中。根據(jù)葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)特點(diǎn)，建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出三維任意曲線坐標(biāo)系下的控制方程及壓力修正方程，并在有限控制體上進(jìn)行離散。采用SIMPLE算法，以壓力為基本求解變量，并利用密度延遲修正方法將SIMPLE算法擴(kuò)展到可壓縮流動(dòng)的計(jì)算。使用非交錯(cuò)網(wǎng)格使程序更加簡(jiǎn)潔通用，運(yùn)用RHIE和CHOW提出的動(dòng)量插值法消除由非交錯(cuò)網(wǎng)格所產(chǎn)生的非物理性壓力振蕩現(xiàn)象。使用標(biāo)準(zhǔn)足S湍流模型對(duì)粘性流場(chǎng)進(jìn)行模擬，對(duì)于固體壁面附近的區(qū)域采用壁面函數(shù)法處理。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)KS湍流模型的缺陷進(jìn)行了分析，并討論了在標(biāo)準(zhǔn)KΕ湍流模型基礎(chǔ)上新發(fā)展的一些模型。對(duì)對(duì)流項(xiàng)差分格式對(duì)求解的精度、收斂性的影響進(jìn)行了討論，并在程序中納入了具有較高精度和較好穩(wěn)定性的高階差分格式MUSCL格式。對(duì)離散方程采用TDMA加塊修正技術(shù)進(jìn)行求解。討論了各種網(wǎng)格生成技術(shù)，應(yīng)用代數(shù)法生成算例網(wǎng)格。應(yīng)用所編寫(xiě)的程序?qū)?0°彎管和縮放噴管進(jìn)行數(shù)值模擬，并與文獻(xiàn)中的計(jì)算及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，本文所用方法及本文所編程序具有較高的精度。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多發(fā)電設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新及三維設(shè)計(jì)管理研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：三維激光掃描及相關(guān)數(shù)據(jù)建模技術(shù)近十幾年來(lái)發(fā)展迅速，并已在很多領(lǐng)域體現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。然而現(xiàn)階段三維重建軟件算法的研究多數(shù)集中在如何根據(jù)大規(guī)模無(wú)組織的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行3D模型重建，此類研究偏重于實(shí)體模型的快速、精確重建，較少考慮紋理特征，無(wú)法滿足文物保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)勘察、影視制作等領(lǐng)域?qū)δＰ捅砻婕y理高度真實(shí)感的要求。本文對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要工作包括以下幾方面1從實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備及其建模流程出發(fā)，探討了在現(xiàn)有條件下，要生成真實(shí)感強(qiáng)、帶有無(wú)變形紋理的模型仍然面臨的問(wèn)題。進(jìn)而提出相應(yīng)的解決方案，通過(guò)對(duì)2D紋理與3D點(diǎn)云的配準(zhǔn)和模型重構(gòu)兩個(gè)子問(wèn)題的研究，實(shí)現(xiàn)無(wú)變形的紋理映射。2概述了2D紋理與3D點(diǎn)云配準(zhǔn)的基本概念，并總結(jié)和分析了目前存在的多種配準(zhǔn)方法。在此基礎(chǔ)上提出了基于滅點(diǎn)的2D紋理與3D點(diǎn)云的配準(zhǔn)算法。該算法利用滅點(diǎn)的幾何屬性來(lái)計(jì)算紋理圖像拍攝時(shí)相機(jī)相對(duì)于點(diǎn)云的位置與姿態(tài)，為提高數(shù)據(jù)獲取的靈活性提供了技術(shù)保證。33D點(diǎn)云經(jīng)三角網(wǎng)表面建模后獲得的模型往往要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化，以便于存儲(chǔ)和傳輸，因而存在一個(gè)三角面片跨越兩張紋理的情況，無(wú)法直接進(jìn)行紋理映射。針對(duì)該問(wèn)題本文提出一種基于紋理邊界的模型重構(gòu)算法，為簡(jiǎn)化模型的無(wú)變形紋理映射提供了可能。上述算法均在VC平臺(tái)下結(jié)合OPENGL進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，并以本實(shí)驗(yàn)室的三維激光掃描設(shè)備采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了上述算法的有效性。

簡(jiǎn)介：超聲三維成像技術(shù)以其顯示直觀、可以定量測(cè)量多種參數(shù)成為現(xiàn)代超聲成像技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。其中，結(jié)合三維超聲數(shù)據(jù)采集方式的三維重建算法開(kāi)發(fā)是核心工作。本文主要對(duì)基于XMATRIX矩陣探頭的三維超聲成像技術(shù)的重建算法進(jìn)行研究。論文首先對(duì)醫(yī)學(xué)超聲三維圖像的典型重建算法進(jìn)行了回顧和綜述，包括面繪制算法（SURFACERENDERING）和體繪制算法（VOLUMERENDERING）兩大類。在此基礎(chǔ)上，對(duì)兩類算法的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合進(jìn)行了分析比較。相比較而言，面繪制算法只能保留表面信息，丟失了大量的數(shù)據(jù)內(nèi)部信息，而體繪制算法可以較完整的保留整個(gè)數(shù)據(jù)信息，是當(dāng)前可視化研究的熱點(diǎn)。其次，結(jié)合XMATRIX矩陣探頭的數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)，從提高重建速度和效果出發(fā)，對(duì)傳統(tǒng)體繪制算法RAYCASTING提出了改進(jìn)方案。改進(jìn)思路是利用超聲數(shù)據(jù)的像空間相關(guān)性和均勻性自適應(yīng)地調(diào)整空間采樣率。通過(guò)專用超聲仿體（MODEL055）的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，表明論文提出的改進(jìn)算法在有效保留重建圖像質(zhì)量的同時(shí)，明顯提高了計(jì)算速度。最后，論文初步完成了超聲圖像可視化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，力求交互界面更加人性化、簡(jiǎn)便化。在功能上集成了包括傳統(tǒng)面繪制算法、體繪制算法和改進(jìn)的體繪制算法，為后續(xù)三維重建算法的測(cè)試、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。

簡(jiǎn)介：本文以中國(guó)虛擬人數(shù)據(jù)集和美國(guó)虛擬人數(shù)據(jù)集為主要研究對(duì)象在改進(jìn)型數(shù)據(jù)管線構(gòu)架和并行處理模式基礎(chǔ)上系統(tǒng)研究了在PC應(yīng)用環(huán)境下完成超大數(shù)據(jù)集的三維重建分別以表面繪制和體繪制兩個(gè)方式實(shí)現(xiàn)了可視化繪制并開(kāi)發(fā)了實(shí)施重建的原型系統(tǒng)人體組織是非均一、非剛性、存在復(fù)雜變形的特殊實(shí)體對(duì)數(shù)字化人體數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維重建的主要處理難點(diǎn)是被處理的數(shù)據(jù)量龐大、內(nèi)部組織組成復(fù)雜且邊界模糊為了有效重建這類復(fù)雜實(shí)體基于體素的建模方法優(yōu)于傳統(tǒng)的邊界表達(dá)方法論文重點(diǎn)討論和研究了基于體素建模的重建方式和工作流程論文的主要研究?jī)?nèi)容包括基于并行處理模式的數(shù)據(jù)管線構(gòu)架的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)基于醫(yī)學(xué)圖像序列的預(yù)處理、配準(zhǔn)、分割、表面重建、模型簡(jiǎn)化、表面光滑等算法的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)超大數(shù)據(jù)的體繪制技術(shù)研究與比較針對(duì)中國(guó)虛擬人彩色圖像切片序列的整體配準(zhǔn)和組織分割算法的規(guī)劃和應(yīng)用及原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等等本文除了第一章緒論和第七章工作總結(jié)外其他章節(jié)主要的內(nèi)容如下論文第二章主要討論了虛擬人真彩色圖像序列的混合配準(zhǔn)方法本章首先介紹了基于圖像信息的通用醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)原理和基本配準(zhǔn)流程本章接著針對(duì)中國(guó)虛擬人真彩色圖像序列的特點(diǎn)提出了一種集成圖像特征點(diǎn)方向校正和圖像截面組織信息標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)性分析的高精度快速配準(zhǔn)方法論文第三章對(duì)虛擬人彩色圖像序列的分割算法進(jìn)行了研究對(duì)組織或器官的分割與提取是保證重建模型準(zhǔn)確表達(dá)其相應(yīng)組織器官的前提本章提出一種針對(duì)彩色圖像切片序列的基于模糊連通性的分割算法結(jié)合圖像局域分析范圍內(nèi)的基于向量表達(dá)的各向異性三維擴(kuò)散分析策略成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分人體組織的有效分割論文第四章闡述所研究和采用的超大數(shù)據(jù)集的表面重建和可視化并行工作模式、重建流程及主要算法本章首先研究了數(shù)據(jù)管線框架的構(gòu)建和改進(jìn)即在通用數(shù)據(jù)管線的基礎(chǔ)上在數(shù)據(jù)處理實(shí)體和數(shù)據(jù)實(shí)體間構(gòu)建數(shù)據(jù)緩沖實(shí)體用以實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前處理數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)、管理與調(diào)配在改進(jìn)的數(shù)據(jù)管線框架中提出了三種并行處理模式任務(wù)并行模式、數(shù)據(jù)并行模式和管線并行模式用以充分利用PC機(jī)環(huán)境下的多CPU處理能力進(jìn)而加快重建速度接下來(lái)本章重點(diǎn)討論和規(guī)劃了針對(duì)超大數(shù)據(jù)集表面重建的流程并系統(tǒng)地闡述了流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)包括統(tǒng)一化的分析模型、三維空域?yàn)V波、表面模型重建、模型簡(jiǎn)化和表面光滑論文第五章介紹所研究并實(shí)現(xiàn)了的一種新的面向超大數(shù)據(jù)集重建的快速體繪制算法本章首先系統(tǒng)闡述了已有的體繪制加速技術(shù)接著介紹了經(jīng)典的SHEARWARP快速體繪制算法隨后在分析了SHEARWARP體繪制算法不足和考慮了已有加速體繪制技術(shù)的問(wèn)題基礎(chǔ)上本章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種新的面向超大數(shù)據(jù)集處理的快速體繪制重建算法該算法采用優(yōu)化的新型八叉樹(shù)編碼的體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速八叉樹(shù)單元節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)算法實(shí)現(xiàn)了體數(shù)據(jù)的分級(jí)壓縮存儲(chǔ)處理和對(duì)節(jié)點(diǎn)單元的快速定位、搜索和遍歷同時(shí)結(jié)合改進(jìn)的基于SHEARWARP分解的射線模板策略最終在PC環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了超大數(shù)據(jù)集的高質(zhì)量的快速體繪制論文第六章主要介紹了運(yùn)行于通用多CPU的PC機(jī)環(huán)境下面向人體建模的通用醫(yī)學(xué)圖像重建系統(tǒng)的系統(tǒng)功能模塊劃分、功能流程規(guī)劃與開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)不僅全面地實(shí)現(xiàn)了上述基于新型數(shù)據(jù)管線構(gòu)架的并行協(xié)作工作模式下的表面模型重建流程和快速體繪制算法還重點(diǎn)考慮了系統(tǒng)在功能組件化、模塊化和擴(kuò)展性等方面的需求使得這一原型系統(tǒng)提供的模塊通過(guò)適當(dāng)調(diào)整聯(lián)結(jié)和功能擴(kuò)展就能夠組裝成為適應(yīng)新的醫(yī)學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)本原型系統(tǒng)經(jīng)過(guò)美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書(shū)館和廣州第一軍醫(yī)大學(xué)現(xiàn)更名為南方醫(yī)科大學(xué)及中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院外科局部解剖教研室提供的超大數(shù)據(jù)集驗(yàn)證在通用PC環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)超大數(shù)據(jù)的三維重建和實(shí)時(shí)繪制

簡(jiǎn)介：分類號(hào)密級(jí)國(guó)際十進(jìn)分類號(hào)（UDC）第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)位論文下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設(shè)計(jì)的三維有限元分析（題名和副題名）徐平（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名張少鋒教授（主任醫(yī)師）指導(dǎo)教師單位第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱口腔臨床醫(yī)學(xué)（修復(fù)）論文提交日期200805答辯日期200805論文起止時(shí)間2006年10月至2008年5月學(xué)位授予單位第四軍醫(yī)大學(xué)下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設(shè)計(jì)的下頜后牙三單位全瓷固定橋不同連接體設(shè)計(jì)的三維有限元分析三維有限元分析研究生徐平學(xué)科專業(yè)口腔臨床醫(yī)學(xué)（修復(fù)學(xué)）所在單位第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科導(dǎo)師張少鋒教授（主任醫(yī)師）關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞全瓷，固定橋，連接體，有限元分析，疲勞壽命，最大主應(yīng)力峰值，最小主應(yīng)力峰值，VONMISES應(yīng)力峰值中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)2008年05月

簡(jiǎn)介：背景資料肩關(guān)節(jié)是人體所有關(guān)節(jié)中活動(dòng)范圍最大、組成成分最多、運(yùn)動(dòng)學(xué)最為復(fù)雜的關(guān)節(jié)。廣義的肩關(guān)節(jié)是由肩胛骨、肱骨、鎖骨、胸骨、關(guān)節(jié)囊、韌帶、肌肉、肌腱等各種成分所組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，稱為肩復(fù)合體。由于肱骨頭與關(guān)節(jié)盂的骨性包容度差，因而，軟組織的作用對(duì)于維持肩關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和正常力學(xué)行為具有重要的作用。目前對(duì)于肩關(guān)節(jié)的生物力學(xué)研究主要進(jìn)行試驗(yàn)力學(xué)測(cè)試，而這種測(cè)試由于是在離體狀態(tài)下完成的，很多在體狀態(tài)的受力工況被去除，因而無(wú)法模擬出在體時(shí)肩關(guān)節(jié)的骨和軟組織的生物力學(xué)行為，故肩關(guān)節(jié)試驗(yàn)生物力學(xué)研究存在著明顯不足，因此，如果能發(fā)展一種肩關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究方法，可以精確模擬肩關(guān)節(jié)組成成分中的骨骼和軟組織材料特性，不丟失在體信息，根據(jù)實(shí)際需要，改變載荷的方向、大小和載荷的數(shù)量，分析肩關(guān)節(jié)的不同受力和應(yīng)變狀況，探討骨折的受傷機(jī)制，甚至指導(dǎo)內(nèi)固定的合理化放置，將是一種理想的力學(xué)分析方法，稱之為理論生物力學(xué)方法，該方法將會(huì)是試驗(yàn)力學(xué)研究強(qiáng)有力的補(bǔ)充。本課題正是鑒于這個(gè)考慮，所做的嘗試性的研究。目的建立一個(gè)完整的肩關(guān)節(jié)三維有限元分析模型，包括肱骨、鎖骨、肩胛骨，及可以由三維連接單元組成軟組織結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步研究肩關(guān)節(jié)的生物力學(xué)提供基礎(chǔ)的通用工具；作為有限元模型的對(duì)應(yīng)研究，系統(tǒng)地測(cè)試人體肩關(guān)節(jié)不同的功能位置上關(guān)節(jié)盂與肱骨的應(yīng)力、應(yīng)變狀況，驗(yàn)證肩關(guān)節(jié)有限元分析的有效性、準(zhǔn)確性；運(yùn)用所建立的肩關(guān)節(jié)三維有限元模型，分析肱骨骨折的受傷機(jī)制和力學(xué)特點(diǎn)。方法1、采用高分辨率、層厚間隔為1MM的人體肩關(guān)節(jié)斷層解剖圖作為三維重建的數(shù)據(jù)源，選取自鎖骨頂端至肱骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面共380層的肩關(guān)節(jié)斷層圖像，圖像識(shí)別軟件讀取肱骨、鎖骨、肩胛骨的邊界點(diǎn)，建立關(guān)鍵點(diǎn)的空間坐標(biāo)，在CATIAV5軟件運(yùn)行環(huán)境下，自下而上建立肩關(guān)節(jié)的三維幾何模型，并反復(fù)修飾，至準(zhǔn)確為止。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道定義肩關(guān)節(jié)各成分的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，將幾何模型網(wǎng)格化。將肩關(guān)節(jié)分別外展和旋轉(zhuǎn)，確定12個(gè)不同的功能位置，根據(jù)盂肱關(guān)節(jié)不同的接觸方式，使用網(wǎng)格化的有限元模型，初步分析關(guān)節(jié)盂、肱骨的應(yīng)力、應(yīng)變等情況，了解此模型能否用來(lái)作力學(xué)分析。2、采集兩具新鮮的人體肩關(guān)節(jié)尸體標(biāo)本，制作多角度肩關(guān)節(jié)外展固定架。將肩關(guān)節(jié)固定在12個(gè)與有限元分析相對(duì)應(yīng)的功能位置上，分別測(cè)試關(guān)節(jié)盂、肱骨外科頸、肱骨干、肱骨髁上等截面的應(yīng)力、應(yīng)變，系統(tǒng)分析肩關(guān)節(jié)的力學(xué)特點(diǎn)，作為對(duì)有限元分析法有力對(duì)照和補(bǔ)充；平衡有限元方法和試驗(yàn)測(cè)試方法的加載和約束邊界條件，對(duì)比兩種方法下關(guān)節(jié)盂的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，驗(yàn)證有限元方法的準(zhǔn)確性、有效性。3、運(yùn)用被驗(yàn)證的肩關(guān)節(jié)三維有限元模型，模擬肩關(guān)節(jié)不同的功能位置上摔倒間接暴力時(shí)，肱骨的三維應(yīng)力分布和骨折變形情況，探究肱骨骨折的受傷力學(xué)機(jī)制。結(jié)果1、本研究根據(jù)由低到高的原理較順利地建立了人體肩關(guān)節(jié)的三維有限元模型，該模型幾何重建精確、逼真，可以順利實(shí)施網(wǎng)格化，能夠被用來(lái)進(jìn)行力學(xué)分析。2、初步的有限元分析表明在不同的載荷下，我們可以看出，在相同的載荷下，肱骨和盂肱關(guān)節(jié)面的應(yīng)力出現(xiàn)可重復(fù)性的、不均勻的變化，以肱骨外科頸與外科頸相移行的骨干部應(yīng)力最大，以盂肱關(guān)節(jié)面與外科頸之間的區(qū)域應(yīng)力最小，提示在高、低應(yīng)力帶交界區(qū)內(nèi)，應(yīng)力一旦超過(guò)骨極限強(qiáng)度，即發(fā)生骨折。當(dāng)30°外展時(shí)，三種不同的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，骨形變區(qū)以內(nèi)旋位最大，外旋時(shí)骨形變其次，中立位相對(duì)最?。粌?nèi)旋時(shí)時(shí)，高應(yīng)力偏向于前內(nèi)側(cè)，說(shuō)明前內(nèi)側(cè)是骨折初始斷裂的位置，骨折線走行自后外至前內(nèi)。3、肩關(guān)節(jié)的試驗(yàn)力學(xué)測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)人體肩關(guān)節(jié)在不同的功能位置上，出現(xiàn)可重復(fù)性的應(yīng)力、應(yīng)變變化，在生理載荷的范圍內(nèi)，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈線性分布；在肩關(guān)節(jié)30°～60°外展、同時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下肱骨干承受更大的應(yīng)力對(duì)于間接暴力所致的肱骨干骨折而言，肱骨干的外側(cè)是張力側(cè)，內(nèi)側(cè)為壓力側(cè)；肱骨外科頸在內(nèi)側(cè)應(yīng)力較大，隨著外展角度的增加，肱骨外科頸的受力將逐漸減?。幌嗤妮d荷條件下，關(guān)節(jié)盂的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系驗(yàn)證了有限元模型的有效性。4、肱骨在承受沖擊載荷下，不同的功能位置上，三維有限元分析直觀地顯示了骨折時(shí)的應(yīng)力分布、位移變形、骨折的移位趨勢(shì)，并以動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行展示。結(jié)論肩關(guān)節(jié)三維有限元模型是研究人體肩關(guān)節(jié)生物力學(xué)較理想的理論力學(xué)工具，它可以模擬在體骨關(guān)節(jié)各種不同運(yùn)動(dòng)位置和受力狀態(tài)，分析其三維的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系，直觀、準(zhǔn)確地顯示計(jì)算結(jié)果，任意取點(diǎn)，輸出計(jì)算數(shù)值；三維有限元逼真地模擬了肱骨骨折過(guò)程，動(dòng)態(tài)顯示骨折移位趨勢(shì)，是分析骨折發(fā)生機(jī)制的良好工具，此方法也可以擴(kuò)展到人體其他骨關(guān)節(jié)的力學(xué)研究；三維有限元分析法是一種理論生物力學(xué)研究方法，它必須得到試驗(yàn)生物力學(xué)的補(bǔ)充和驗(yàn)證，才可以作為通用的模型工具被廣泛使用。

簡(jiǎn)介：目的用三維CT重建技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)經(jīng)前內(nèi)側(cè)入路AMANTEROMEDIAL和經(jīng)脛骨隧道入路TTTRANSTIBIAL建立股骨隧道兩種手術(shù)方式行前交叉韌帶重建術(shù)的患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)水平，為選擇更優(yōu)的前交叉韌帶重建手術(shù)方式提供理論依據(jù)。方法關(guān)節(jié)鏡下行ACL重建術(shù)患者17例其中9例采用AM方法完成ACL重建（男性5例，女性4例，平均年齡為35±8歲），8例患者采用TT方法完成ACL重建（男性5例，女性3例，平均年齡為33±6歲）。所有患者于術(shù)后兩周行64排螺旋CT掃描，患膝與對(duì)側(cè)正常膝均在125N外力作用下以及去除外力作用下行膝關(guān)節(jié)完全伸直（屈膝0°）及屈曲30°時(shí)CT掃描，并將完全伸直位及屈曲30°度時(shí)的圖像行三維重建。三維重建圖像結(jié)合2D3D圖像配準(zhǔn)技術(shù)利用GEOMAGIC80軟件，測(cè)量出患膝與對(duì)側(cè)正常膝脛骨前后移和內(nèi)移距離、旋轉(zhuǎn)角度以及脛股骨的接觸面積等參數(shù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)將重建組和對(duì)側(cè)正常膝作為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)組。重建組間的數(shù)據(jù)比較行方差分析時(shí)以對(duì)側(cè)膝的測(cè)量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。P＜005提示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果采用AM方法重建ACL的患者組所有運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量結(jié)果與對(duì)側(cè)正常膝無(wú)顯著差異。TT組結(jié)果提示術(shù)后患者脛骨旋轉(zhuǎn)角度明顯大于對(duì)側(cè)膝，（TT，78°±34°，CONTRALATERAL，25°±61°）P002。AM組脛骨旋轉(zhuǎn)角度與對(duì)側(cè)無(wú)顯著差異（AM，32°±57。，CONTRALATERAL，21°±52°）P038。在膝關(guān)節(jié)伸直位（屈膝0°），TT組的脛骨外旋明顯大于對(duì)側(cè)組。TT組的脛骨內(nèi)移距離大于對(duì)側(cè)組P001，差異具有顯著性而AM組則與對(duì)側(cè)膝無(wú)顯著差異P042。AM組結(jié)果提示膝關(guān)節(jié)外側(cè)間室的脛股骨接觸面積大于對(duì)側(cè)組，而TT組則差異無(wú)顯著性。結(jié)論用三維CT重建技術(shù)我們可以發(fā)現(xiàn)采用AM方法行前交叉韌帶重建比采用TT方法能更好的修復(fù)膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)水平（包括抗脛骨前后、內(nèi)移和旋轉(zhuǎn)），但也增加了膝關(guān)節(jié)的松弛度。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持以前的尸體和臨床研究所發(fā)現(xiàn)的AM方法比TT方法能更好的恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的解剖與穩(wěn)定性。但由于本研究的局限性，AM組中接觸面積的增加在臨床上的重要性還不得而知。