📄Работа №125568
Тема: Библиотека алгоритмов деформации 3D модели мягкого тела для компьютерной системы планирования медицинских операций
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
программирование
Объем:
25 листов
Год:
2017
Просмотров:
89
4650
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
1. Постановка задачи 6
2. Обзор 7
2.1. Методы физического моделирования 7
2.1.1. Модель конечных элементов 7
2.1.2. Модель масс-тензоров 7
2.1.3. Модель масс-с-пружинами 8
2.1.4. Модель SPH 9
2.2. Параметризация модели 10
2.3. Методы оптимизации 11
2.3.1. Градиентный спуск 11
2.3.2. Покоординатный спуск 12
2.4. Инструменты 12
3. Архитектура системы 14
4. Функциональность 16
5. Реализация 17
5.1. Градиентный спуск с ограничением на длину каждого ребра 17
5.2. Градиентный спуск с ограничением на сумму длин ребер 19
5.3. Покоординатный спуск с ограничением на разницу площадей 21
6. Апробация 22
7. Результаты 24
Список литературы 25
1. Постановка задачи 6
2. Обзор 7
2.1. Методы физического моделирования 7
2.1.1. Модель конечных элементов 7
2.1.2. Модель масс-тензоров 7
2.1.3. Модель масс-с-пружинами 8
2.1.4. Модель SPH 9
2.2. Параметризация модели 10
2.3. Методы оптимизации 11
2.3.1. Градиентный спуск 11
2.3.2. Покоординатный спуск 12
2.4. Инструменты 12
3. Архитектура системы 14
4. Функциональность 16
5. Реализация 17
5.1. Градиентный спуск с ограничением на длину каждого ребра 17
5.2. Градиентный спуск с ограничением на сумму длин ребер 19
5.3. Покоординатный спуск с ограничением на разницу площадей 21
6. Апробация 22
7. Результаты 24
Список литературы 25
📖 Введение
На сегодняшний день информационные технологии глубоко проникают в различные сферы жизни человека, и медицина, а в особенности пластическая хирургия, одна из первых идет в ногу со временем и начинает использовать предлагаемые технологические новшества.
Пластическая хирургия занимается устранением дефектов и деформаций органов, тканей, поверхностей человеческого тела. Операции этого раздела хирургии принято разделять на реконструктивные и эстетические. Реконструктивные пластические операции позволяют устранить деформации тканей и органов с восстановлением их функций методами пластической хирургии. Подобные операции проводятся у людей с какими-либо телесными повреждениями, полученными в результате травмы или болезни. Для улучшения же внешности пациента используются эстетические пластические операции, которые в настоящее время приобретают всё большую популярность.
Первостепенной целью пластической хирургии является восстановление функционального значения органа, но и проблема восприятия пациентом внешнего вида восстановленного органа остается немаловажной. Зачастую на консультации пациенту с трудом удается воспринимать предлагаемые варианты операций по фотоснимкам из архива врача, поэтому в настоящее время при планировании медицинских операций широко применяются компьютерные системы.
Компьютерное моделирование результатов пластических операций является немаловажным этапом на пути изменения внешности. Обычно пациенты затрудняются представить будущие изменения. В этом случае симуляция результатов операции дает возможность заранее увидеть планируемые перемены и, при необходимости, скорректировать их. Хирург же, в свою очередь, сможет дать ответы на большинство вопросов пациента и оправдать его ожидания. Для моделирования результатов пластической операции и их демонстрации пациенту производится сканирование, восстанавливается трехмерная модель интересующей области, и по полученной модели изучают различные ее свойства, производят замеры. К примеру, для коррекции фигуры удаляется лишняя жировая ткань и производятся различные подтяжки участков кожи. При планировании такой операции требуется определить объем жировой ткани, который необходимо удалить, установить места возможных подтяжек кожных покровов. Для моделирования результата необходимо имитировать физическое поведение тканей тела человека. Демонстрация возможных результатов этой операции пациенту может быть в дальнейшем использована для принятия решения о проведении операции.
В компьютерной системе планирования хирургических операций Phoenixcas 3D Viewer [11] встроена возможность восстановления поверхностной трехмерной модели пациента, визуализация, выполнение замеров, различные способы сравнения трехмерных моделей и другое. В данный программный продукт в целях расширения функциональности добавляются возможности симуляции результатов различных операций, и зачастую в реализации алгоритмов симуляции нужны вспомогательные деформаторы, реализацию которых целесообразно вынести в отдельную библиотеку для дальнейшего использования. О её разработке и пойдет речь в рамках данной работы.
Пластическая хирургия занимается устранением дефектов и деформаций органов, тканей, поверхностей человеческого тела. Операции этого раздела хирургии принято разделять на реконструктивные и эстетические. Реконструктивные пластические операции позволяют устранить деформации тканей и органов с восстановлением их функций методами пластической хирургии. Подобные операции проводятся у людей с какими-либо телесными повреждениями, полученными в результате травмы или болезни. Для улучшения же внешности пациента используются эстетические пластические операции, которые в настоящее время приобретают всё большую популярность.
Первостепенной целью пластической хирургии является восстановление функционального значения органа, но и проблема восприятия пациентом внешнего вида восстановленного органа остается немаловажной. Зачастую на консультации пациенту с трудом удается воспринимать предлагаемые варианты операций по фотоснимкам из архива врача, поэтому в настоящее время при планировании медицинских операций широко применяются компьютерные системы.
Компьютерное моделирование результатов пластических операций является немаловажным этапом на пути изменения внешности. Обычно пациенты затрудняются представить будущие изменения. В этом случае симуляция результатов операции дает возможность заранее увидеть планируемые перемены и, при необходимости, скорректировать их. Хирург же, в свою очередь, сможет дать ответы на большинство вопросов пациента и оправдать его ожидания. Для моделирования результатов пластической операции и их демонстрации пациенту производится сканирование, восстанавливается трехмерная модель интересующей области, и по полученной модели изучают различные ее свойства, производят замеры. К примеру, для коррекции фигуры удаляется лишняя жировая ткань и производятся различные подтяжки участков кожи. При планировании такой операции требуется определить объем жировой ткани, который необходимо удалить, установить места возможных подтяжек кожных покровов. Для моделирования результата необходимо имитировать физическое поведение тканей тела человека. Демонстрация возможных результатов этой операции пациенту может быть в дальнейшем использована для принятия решения о проведении операции.
В компьютерной системе планирования хирургических операций Phoenixcas 3D Viewer [11] встроена возможность восстановления поверхностной трехмерной модели пациента, визуализация, выполнение замеров, различные способы сравнения трехмерных моделей и другое. В данный программный продукт в целях расширения функциональности добавляются возможности симуляции результатов различных операций, и зачастую в реализации алгоритмов симуляции нужны вспомогательные деформаторы, реализацию которых целесообразно вынести в отдельную библиотеку для дальнейшего использования. О её разработке и пойдет речь в рамках данной работы.
✅ Заключение
Разработана библиотека алгоритмов деформации 3D модели мягкого тела в рамках компьютерной системы планирования хирургических операций Phoenixcas 3D Viewer.
В ходе работы были достигнуты следующие результаты.
1. Проведен обзор методов деформации мягких тел.
2. Разработана и реализована архитектура библиотеки.
3. Реализованы алгоритмы деформации мягкого тела.
4. Проведена апробация библиотеки.
В ходе работы были достигнуты следующие результаты.
1. Проведен обзор методов деформации мягких тел.
2. Разработана и реализована архитектура библиотеки.
3. Реализованы алгоритмы деформации мягкого тела.
4. Проведена апробация библиотеки.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.