心室血流计算后处理系统开发

发布时间：2017-06-30 09:23

  本文关键词：心室血流计算后处理系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：心室血流计算后处理系统,是基于心室血流有限元计算数据二次开发的软件,用于方便、灵活地进行心室血流动力学有限元结果提取,并实现高维度、高阶数、高精度的血流动力学指标计算与显示。数据后处理是有限元分析工作中的一个重要部分,商业有限元计算软件所集成的后处理软件对特殊参数计算的针对性较差,而商业后处理软件要求用户除了要具备极高的专业素养外,还要有很强的编程能力。目前血流动力学领域的专用有限元计算后处理系统针对心室的血流动力学有限元计算的二次开发领域还不完善,不能满足心室内血流的运动与能量等方面数据的处理要求。因此,本研究针对临床医生等用户开发一套方便、有效的集成化系统,简化有限元计算后处理及二次开发的过程,计算和提取涡量、血液动能和血液粘度损失能量等参数,对心室血流有限元分析具有重要意义。本文主要论述了心室血流计算后处理系统的设计和具体实现,包括:1.研究和确定软件的数据格式与开发环境,将商业软件计算数据通过后处理软件EnSight导出,本系统基于EnSight输出的数据格式开发,采用Visual Studio开发平台和C#开发语言作为开发环境;2.确定研究对象,从临床需求角度出发,研究了血流涡量、血液动能和血液粘度能量对心脏功能的影响,确定了要计算的血流动力学指标,将相关算法推导成基础张量计算方法,进一步推导为基本的加减乘除方法,并提供算法的具体实现方法;3.制定系统的设计和实现原则,应用面向对象的分析与设计技术,将系统分成控制层、输入输出管理层和数据处理层等独立层次结构,同时构造层次之间数据交互的管道。在模块的详细设计和具体实现中,针对软件封装、算例参数提取、文件分解、结果合并等进行详细的分析和讨论;4.提供对心室血流有限元计算结果的分析和处理过程,以验证系统的易用性、正确性和可靠性。本研究的心室血流计算后处理系统,集成了有限元计算结果文件分析、计算指标扩展及输出等一系列的功能,为心室血流动力学有限元后处理提供了一个强有力的分析工具。
【关键词】：有限元分析 后处理 张量计算 系统开发
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;R318.01
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 有限元分析与后处理9
• 1.2 后处理系统的意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-11
• 1.4 本文主要研究内容11-12
• 1.5 论文结构12
• 1.6 本章小结12-13
• 第2章 后处理系统开发工具13-17
• 2.1 引言13
• 2.2 可视化与后处理软件En Sight的选取13-15
• 2.3 开发工具Visual Studio和开发语言C＃的选取15-16
• 2.4 本章小结16-17
• 第3章 心室血流计算后处理系统设计17-29
• 3.1 引言17
• 3.2 心血管有限元计算后处理系统的体系结构17-21
• 3.2.1 软件体系结构的基本概念17-19
• 3.2.2 软件体系结构的模式19-20
• 3.2.3 心室血流计算后处理系统的体系结构20-21
• 3.3 心室血流计算后处理系统设计21-27
• 3.3.1 需求分析21
• 3.3.2 设计原则21-23
• 3.3.3 设计目标23
• 3.3.4 开发环境和工具的选择23-24
• 3.3.5 开发方法的确定24-25
• 3.3.6 层次设计25-26
• 3.3.7 模块化设计26-27
• 3.3.8 流程设计27
• 3.4 本章小结27-29
• 第4章 血流动力学参数计算模块的实现29-39
• 4.1 引言29
• 4.2 涡量计算29-31
• 4.3 血液动能计算31
• 4.4 血液粘度损失能量计算31
• 4.5 张量计算31-35
• 4.6 参数计算实现35-38
• 4.7 本章小结38-39
• 第5章 心室血流计算后处理系统实现39-45
• 5.1 引言39
• 5.2 系统界面设计与实现39-41
• 5.2.1 界面设计原则39-40
• 5.2.2 界面设计实现40-41
• 5.3 文件读取的实现41-43
• 5.4 结果输出的实现43
• 5.5 本章小结43-45
• 第6章 心室血流计算后处理系统应用实例45-51
• 6.1 引言45
• 6.2 系统使用流程45-47
• 6.3 涡量计算结果47-49
• 6.4 血液动能计算结果49
• 6.5 血液粘度损失能量计算结果49-50
• 6.6 本章小结50-51
• 总结与展望51-53
• 参考 文献53-57
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文57-59
• 致谢59

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本文编号：501422