人脑血栓疾病成因与模拟治疗系统的设计与实现

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：620学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：人脑血栓疾病成因与模拟治疗系统的设计与实现论文作者：姜晔领域：软件工程指导教师：林华教授论文提交日期：2016年6月UDC：620学校代码：10005中文图书分类号：TP311学号：S201325035密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：人脑血栓疾病成因与模拟治疗系统的设计与实现英文题目：THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHEHUMANBRAINTHROMBOSISDISEASECAUSEANDSIMULATIONT

2、REATMENTSYSTEM论文作者：姜晔领域：软件工程研究方向：数字媒体技术申请学位：工程硕士专业学位指导教师：林华教授所在单位：软件学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：姜晔日期：2016年6月14日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业

3、大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：姜晔日期：2016年6月14日导师签名：林华日期：2016年6月14日摘要摘要作为数字媒体技术与医学的交叉学科，数字医学在近些年来取得了飞速的发展。特别是伴随着虚拟现实技术以及计算机数字图像处理技术在医学领域的广泛而深入的应用，以及医学教学领域的需要，促使整个医学体系逐步向着虚拟化和数字化的方向转变。医学教学是医学领域里面非常重要的组成部分，其中的外科手术教学更是在医学领域中占据着

4、非常大的比重。但是传统的外科手术教学，特别是脑外科手术教学，其形式首先主要是用对尸体标本进行的解剖的方式来了解人体结构，之后依据现有条件带领学生通过视频或者手术实地观测的方式进行学习。这样的教学方法存在着人体标本不足的问题，并且具备脑外科手术技术的医疗机构的数量也是非常稀少，并不能够保证每一个有志于研究脑外科手术的学生都能够获得足够多的资源来完成自己的学业，巩固自己的知识，加强实际的动手能力。这种方式也难以激发学生的学习兴趣。尽管国外多数医学类院校以及国内少数医学院校已经开始引入数字虚拟人体进行教学活动，但是他们基本还是停留在利用虚拟的人体进行观测人体结构的阶段，无法实现手术模拟的要

5、求，因此也就并没有从根本上解决目前普遍存在的外科手术教学上的瓶颈。为了解决以上问题，本文使用三维建模软件Maya结合三维交互软件Unity3D开发了一个集成人体大脑展示、脑血栓生成原理展示以及脑内支架手术模拟的交互式教学系统。使用本系统就可以实现多人无限次地学习，避免了资源不足等缺点，并加强了交互的特性。对于人体大脑模型，可以实现放大、旋转、单个部位观察等功能，并配有文字说明；对于脑血栓生成演示，则配有动画进行模拟；对于脑内支架手术，既可以由系统自动演示手术流程，又可以由用户来实际操作，从而增强了学生学习的方便性和趣味性。本系统使用Unity3D软件作为主要的开发工具，利用它先进的光

6、照系统、粒子系统，配合以边缘检测等算法以及屏幕后置特效等技术，建立了本系统的主体框架。并利用C#语言进行编程，从而丰富了系统的功能。经过测试，通过上述方法所实现的虚拟交互式教学系统表现出了很高的交互性、趣味性以及实用性。关键词：数字医学；虚拟人体；Unity3D；手术模拟I北京工业大学工程硕士专业学位论文AbstractAsacrosssubjectofdigitalmediatechnologyandmedicine,digitalmedicinehasmaderapidprogressinrecentyears.Especiallyalongwiththevirtualreali

7、tytechnologyandcomputerdigitalimageprocessingtechnologyinthemedicalfieldofextensiveandin-depthapplication,aswellasinthefieldofmedicalteachingneed,promptingthewholemedicalsystemgraduallytowardvirtualanddigitalisthedirectionofchange