基于网络并行计算的骨科临床工程造型系统的基础研究

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1、⑧上海交通大学博士学位论“基于网络并行计算的骨科临床工程造型系统的墓础研究基于网络并行计算的骨科临床工程造型系统的基础研究摘要骨科临床工程系统为改善人类的生命与生存质量将带来不可估量的作用。沪前，骨科植入物产品种类繁多，各”“牌层出不”，系列化产品占据了市场的绝大部分份额，而往往有相当部分病人由于骨骼畸形或伤及少见的骨骼生理部位，系列化产品很难满足要求，又由于因人而异的骨科产品受其设计与加工的时间、精力、财力等许多方面制约而变得应用寥寥，在降低成本的基础上如何减少设计与加工周期将变得十分迫切，并行计算将在此处有一席用武之地;另外计算机辅助手术也将在这领域逐步推广，尤其在术中阶

2、段，系统对并行计算的需求尤为迫切。因此如何建立一个适合我国国情的并行计算环境，对特定的骨科临床工程系统这个应用对象提供并行计算服务，成为我们研究的兴趣所课题的研究重点将集中于量科堕球工程造M夏，煎部分，并应用现代网络并行计算技术，准确快速地从CT图像生成可以编辑、设计的三维实体，并将为网络并行计算这项技术与骨科临床工程各个环节的进一步结合奠定良好的基础。论文首次较为全面地分析了在骨科临床工程造型系统中所涉及的相关算法，主要涉及的插值算法有拉格郎日插值公式、牛顿多项式插值、埃尔米特插值、三次样条函数。主要的拟合算法有最小二乘法、切比雪夫多项式拟合算法。(4通过实例论证了各种算法

3、对骨科临床工⑧上海交通大学博士学位论“基于网络并行计算的骨科临床工程造型系统的荃础研究程造型系统的适应性能。并提出了一套符合骨科临床工程造型系统的误差分析并简便可行的算法。这将为得到良好的造型质量奠定扎实的数学基础。)二论文首次胜阐述了基于网络的骨科临床工程造型系统的并行建模所涉及相关概念以及典型的并行流程的基础与队宏观上确定了骨科三维造型系统的并行流程，并且对该造型系统并行模型性能从理论上作了深入的分析与研究。论文首次从计算数学的角度并结合并行机的结构模式出发，讨论了在骨科临床工程造型系统中可能涉及的如分段三次拉格郎日插值公式、分段三次埃尔米特插值公式、三次样条函数、切比雪

4、夫多项式拟合算法，最小二乘法以及轮廓曲线多项式求值算法的并行度。论文首次研究了骨科临床工程造型系统置于PVM和JAVA环境中，采用不同处理器个数在不同计算量下的加速比、效率和成本之间的关系。争且论证了本文最后所采用的造型系统并行算法有着良好的并行效果，并分析了并行算法效果随粒度划分的变化以及负载分配对于总的并行运算时间影响的关系少一、论文利用Pro/Toolkit开发Pro/ENGINEER的应用程序，对CT扫描的人体骨骼自动进行三维实体建模。冬而简化大量的人工重复劳动。并首次提出了以形心走向为特征的对复杂对象进行离散的算法以适“Pro/ENGINEER的要求少、-关键词:网

5、络并行计算，加速比，并行度，负载平衡，数据拟合，数据插值，PVM,JAVA毋上海交通大学博士学位论“基于网络并行计算的骨科临床工程造型系统的基础研究THr:FUNDAMENTALRESEARCHOFORTHOPAEDICSCLINICENGINEERINGMODELINGSYSTEMBASEDONTHENETWORKPARALLELCOMPUTINGAbstractOrthopaedicsclinicengineeringsystemplaysagreatroleinimprovingthequalityofhuman'slifeandliving.Nowtherearema

6、nykindsofimplantationproductswithvariousbrands.Mostofthemareserialones,whichcannotmeettheneedsofthepersonswithskeletondeformityorabnormalinjuredskeletonparts.Andbecauseofthelongtimeofdesignandmanufacturing,economicaleficiencyandotherreasons,customizedorthopaedicsproductsappliedinclinicareli

7、mited.It'surgenttoreducethetimeofdesignandmanufacturingonthebaseofcostcuting,sotheparallelcomputingwillbringitspowerintoplay.AndwiththedevelopmentofCASinclinicengineering,especiallyduringtheoperations,theparallelcomputingaregreatlyrequired.Thisthesisfocu