医学影像虚拟仿真系统的设计与实现

发布时间：2020-09-24 18:26

　　在倡导节约的社会环境下,能将真实环境虚拟展示的虚拟仿真技术因为可以节约资源而成为科技热点。该技术以硬件为底层、以应用为驱动形成解决方案,向各个行业渗透并助力产业发展。在教育领域,为了加强高等教育实验教学优质资源建设与应用,教育部倡导普通本科高等学校开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设。各高校开始建设满足自身专业需求的虚拟仿真实验教学项目。本文研究的是医学影像教学内容的虚拟仿真。由于医学影像教学所需的大部分设备价格昂贵且面向医院配置,例如CT、MRI等医疗设备高达数百万元,是有医学影像专业的高等院校难以承受的资金投入,导致医学影像教学资源严重匮乏,专业发展遇到瓶颈。虚拟仿真技术为这一问题的解决带来契机,如果将昂贵的医学影像设备进行虚拟仿真并用于教学,除技术含量高的功能达不到实际效果外,其他功能均与真实设备接近,不仅可以解决教学资源匮乏的问题,而且可以结合医学影像教学需求发展新的教学模式。因此,本文结合齐鲁医药学院医学影像专业的实际情况,将医学影像教学、虚拟仿真技术和智能算法有机融合,通过计算机软硬件设计开发一套满足教学需求的医学影像虚拟仿真系统,通过融入医学影像分析算法来仿真医学影像教学和实验环境,多角度、多层次地展现医学影像设备、成像、检查、诊断及预后等专业知识和实践技能,极大地节约教学资源,提高专业教学的灵活性和趣味性,促进医学影像教学改革,具有重要的应用价值。本文的主要工作如下:(1)分析医学影像虚拟仿真系统的需求和开发环境,给出系统架构和总体功能以及功能模块描述,并阐明系统的工作流程。(2)采用数学建模方法完成医学影像分析算法的设计,并采用此算法来解决虚拟教学环境中各个环节的仿真问题。(3)采用三维设计软件制作三维模型和动画,采用虚拟仿真引擎集成系统,采用编程语言开发功能,采用数据库管理系统管理数据。(4)对医学影像虚拟仿真系统先进行总体设计,研究系统软硬件架构和算法架构并进行详细设计完成系统设计开发。给出完成后系统的运行实例,验证系统的运行情况及医学影像分析算法的可行性与有效性。最后对论文的研究工作进行总结,分析项目的优点和存在的问题,提出具体的改进方案,并对下一步的研究进行展望。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R445;TP391.9

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