一种基于VTK的处理人体可计算模型的软件系统的开发及应用

摘要

在辐射剂量评估中，常用的方法是数值模拟计算法，而人体可计算模型，是模拟研究的必备条件。目前，国内已经开发了10余个成年人男性、女性人体可计算模型，但在未成年人模型构建方面的工作却鲜有报导。人体可计算模型的构建通常有两种方法，一种是通过高分辨率人体断层图像进行三维重建；另一种则是在已有模型基础上，结合统计数据，通过变形获得新的模型。
　　本文基于构建人体可计算模型的需要，开展了以下工作：
　　1.基于可视化算法平台VTK，开发了一款运行于Windows平台的人体可计算模型构建软件系统Digital Life，实现了快速获取人体可计算模型的功能；
　　2.实现了医学图像三维重建中的常用算法，包括面绘制的移动立方体算法、体绘制的光线投射法和纹理映射法；
　　3.基于本工作设计实现的软件系统，结合中国男性参考人统计数据，建立了一套包括了中国男性5岁、10岁、15岁以及成年人的中国男性参考人家族模型，该家族模型含有体素模型和表面模型两类模型。
　　本工作设计实现的软件系统，提供了实用、标准化、灵活的交互式用户界面，达到了快速提供模拟计算所需要的人体可计算模型的目的。本工作基于中国男性参考人统计数据构建的模型家族，填补了中国男性参考人模型在未成年年龄段的空白，提供了一整套中国男性参考人家族模型，可广泛应用于辐射模拟、虚拟手术、生物力学仿真等研究工作中。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 人体可计算模型

1.3 模型变形软件系统研究进展

1.4 本文内容及结构

2 系统需求分析和设计

2.1 系统需求概述

2.2 系统总体设计

2.3 本章小结

3 系统运行与测试

3.1 系统开发测试环境

3.2 系统界面与运行结果

3.3 本章小结

4 中国男性参考人家族模型的建立

4.1 引言

4.2 中国男性参考人家族模型体格测量参数和主要内脏质量推荐值

4.3 家族表面模型的建立

4.4 家族体素模型的建立

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 中国男性不同体型体格参数表