人体心血管虚拟现实系统建模及其模型制造技术的研究

发布时间：2017-10-07 17:18

  本文关键词：人体心血管虚拟现实系统建模及其模型制造技术的研究

  更多相关文章： 心血管系统 三维重建 3D打印技术 快速模具制造技术 虚拟现实

【摘要】：人体心血管虚拟现实系统涉及两个主要内容:一是建立人体标准的心血管系统三维数字化模型,再基于3D打印技术及快速模具制造技术制造出实物模型(该实物模型应满足透明且能够批量生产的要求);二是在建好的三维数字化模型的基础上开发人体心血管虚拟现实系统,实现心血管系统的展示和心血管手术的虚拟仿真。本文重点研究了人体标准心血管系统三维数字化模型逆向建模的方法以及心血管系统实物模型的制造技术。研究心血管系统模型的重建及制造是为了给诊疗和教学提供直观、形象的信息记录,以便于医生研究手术方案,指导学生技能训练,与患者进行医疗沟通。研究的重难点主要有:①心脏的内部结构复杂,传统的建模方法,工作量大,难以实施;②为了更好地进行手术方案的讨论,同时便于医患沟通,制造出的模型应该具有透明效果;③模型需要能够批量生产。本文进行的研究工作主要有以下两个方面:①对人体心血管虚拟现实系统的心血管系统模型进行了逆向建模。首先利用Romer激光关节臂测量系统对一个通用的心脏模型进行数据采集,得到其点云数据。然后通过逆向工程软件Geomagic Studio和Catia对点云数据进行处理,并拟合曲面,导入UG软件中进行曲面的处理,再通过与医生沟通交流,修改并完善模型,最终得到心血管系统的三维数字化模型。②应用3D打印技术批量制造心血管的实物模型。首先利用UG中的心血管系统的三维数字化模型输出STL格式文件,分别通过FDM和SLS的方法来制造出实物模型,经对比分析后确定使用SLS法来制造实物模型,并通过试验来对其工艺参数进行了调整,以提高模型的强度,再以该方法制造的模型作为母模,通过快速模具制造技术制造出硅胶模具,再用硅胶浇注出实物模型,使实物模型满足透明和批量生产的要求。
【关键词】：心血管系统 三维重建 3D打印技术 快速模具制造技术 虚拟现实
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54;TP391.73
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 论文研究的背景及意义8-9
• 1.2 虚拟现实技术在心血管系统的研究现状9-10
• 1.3 3D打印技术在医学领域的研究现状10-11
• 1.4 本文研究的主要内容11-13
• 2 人体心血管虚拟现实系统的开发13-17
• 2.1 Quest3D软件的优势13
• 2.2 系统设计13-16
• 2.2.1 功能构成13-15
• 2.2.2 模型展示15
• 2.2.3 手术系统15-16
• 2.3 本章小结16-17
• 3 人体心血管系统数字化模型的重建17-40
• 3.1 模型建立方法17-18
• 3.2 建模的技术流程18-20
• 3.3 模型重建中曲线及曲面的参数表达20-21
• 3.4 心血管系统数字化模型的点云数据获取21-23
• 3.4.1 点云数据测量设备的选择21-22
• 3.4.2 点云数据的获取22-23
• 3.5 点云数据的处理23-38
• 3.5.1 心脏部位点云数据的处理24-35
• 3.5.2 肺动脉与静脉的点云数据处理35-38
• 3.6 基于UG的心脏曲面处理38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 4 人体心血管系统实物模型的制造40-59
• 4.1 心血管系统模型的 3D打印40-52
• 4.1.1 3D打印方法的选择40-41
• 4.1.2 心血管系统模型的 3D打印41-52
• 4.2 结合快速模具制造技术批量生产实物模型52-57
• 4.2.1 快速模具制造技术53
• 4.2.2 快速模具材料的选择53-54
• 4.2.3 快速模具的制作54-56
• 4.2.4 心血管系统实物模型的制作56-57
• 4.3 本章小结57-59
• 5 总结与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录 A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录65

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1 王克迪;虚拟现实的哲学解释[N];学习时报;2004年

2 朱丽;国内首家虚拟现实行业联盟成立[N];中国高新技术产业导报;2008年

3 陈杰;中视典定义虚拟现实生态圈[N];科技日报;2012年

4 金小鹿;虚拟现实终成现实[N];中国计算机报;2014年

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本文编号：989090