基于逆向工程的脑脊液循环数值模拟研究

发布时间：2017-06-05 21:04

  本文关键词：基于逆向工程的脑脊液循环数值模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脑脊液循环是人体体液循环的一种极其重要的一种自然现象,脑脊液充满各脑室及蛛网膜下腔内,并为大脑输送营养并提供保护。由于受到传统检测方式的限制,人体内脑脊液的流动方式无法被全面观测。本文利用逆向工程建模与有限元分析相结合的方法研究脑脊液循环的流动状态。 首本文采用CT扫描技术得到了人体头部的医学图像信息。利用MIMICS软件构建了脑脊液循环流动区域的几何模型,为了快速准确地构建脑脊液流动区域的三维模型,利用不同图像分割方法,清晰地重建了各脑室及蛛网膜下腔的真实结构。利用专业的逆向工程软件Geomagic Studio对得到的几何模型进行修复,并对修复后的模型进行有限元网格划分。借助计算流体动力学软件ANSYS CFX14.0对脑脊液循环流动特性进行数值模拟研究。 分析结果表明,脑脊液的流速随心动周期变化,提取分析了脑脊液流动状态速度流线图,将计算得到的各脑室连接处的脑脊液流速与核磁共振测量值对比,其中最大误差为6.13%。 通过本文的研究,建立了完整的脑脊液循环流动的数值分析模型,并验证了模型的有效性及准确性,可以将该模型进一步的应用于脑脊液流动相关研究。
【关键词】：逆向工程 脑脊液循环 CT扫描 计算流体动力学
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;R338
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 研究历史与现状9-19
• 1.2.1 逆向工程介绍9-11
• 1.2.2 脑脊液循环介绍11-16
• 1.2.3 脑脊液循环系统研究现状16-19
• 1.3 本文研究内容19-20
• 2 脑脊液循环模型构建方法研究20-36
• 2.1 医学成像技术及图像分割20-22
• 2.1.1 医学影像技术概述20-21
• 2.1.2 图像分割方法21-22
• 2.2 脑脊液循环系统CT图像处理22-24
• 2.2.1 MIMICS软件介绍22
• 2.2.2 图像采集22-23
• 2.2.3 图像分割23-24
• 2.3 脑脊液循环表面模型构建24-33
• 2.3.1 Geomagic Studio软件介绍24-25
• 2.3.2 表面模型构建25-33
• 2.4 脑脊液循环网格模型的建立33-35
• 2.4.1 Hypermesh软件介绍33-34
• 2.4.2 脑脊液循环模型的网格划分34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 脑脊液循环数值模拟36-48
• 3.1 理论概述36-37
• 3.1.1 有限体积法概述36-37
• 3.1.2 CFX软件介绍37
• 3.2 计算方法37-40
• 3.2.1 脑脊液循环数值模拟理论基础37-38
• 3.2.2 材料属性与边界条件38-40
• 3.3 计算结果与讨论40-47
• 3.4 本章小结47-48
• 结论48-49
• 未来工作展望49-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况54-55
• 致谢55-56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李燕;黄凯;;基于Geomagic的三维人体建模技术[J];纺织学报;2008年05期

2 付伟;张海;;基于Geomagic Studio软件的逆向工程设计[J];工具技术;2007年11期

3 边弘晔;李鹤;闻邦椿;;HyperMesh有限元前处理关键技术研究[J];机床与液压;2008年04期

4 赵凤;范九伦;;一种结合二维Otsu法和模糊熵的图像分割方法[J];计算机应用研究;2007年06期

5 胡影峰;;Geomagic Studio软件在逆向工程后处理中的应用[J];制造业自动化;2009年09期

6 陈锡栋;杨婕;赵晓栋;范细秋;;有限元法的发展现状及应用[J];中国制造业信息化;2010年11期

7 谢宏刚;徐亮;王汉;蒋世明;范芦芳;唐敬;;对Mimics V10.0软件三种三维重建方法的研究[J];西部医学;2008年05期

8 侯文生,彭承琳,郑俊;医用3—D超声成像技术的进展[J];医疗卫生装备;1998年01期

9 石明国;张振荣;尤志军;郑敏文;;CT成像技术的发展[J];中国医学装备;2007年04期

10 李录贤;刘书静;张慧华;陈方方;王铁军;;广义有限元方法研究进展[J];应用力学学报;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 付文宇;基于逆向工程的动脉瘤及支架的数值模拟研究[D];北京工业大学;2010年

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本文编号：424595