基于增强现实的鼻内镜微创手术导航系统

近年来增强现实技术给手术导航系统带来了更直观的显示方法,增强现实技术运用在鼻内镜微创手术中将较好地解决内镜下的影像和导航仪提供的图像的显示问题,降低了手术的风险.本文提出了一个基于增强现实的鼻内镜微创手术导航系统,能将虚拟模型和病人的鼻内镜术野图像以及手术器械融合显示,从而提供病人鼻窦结构的准确空间信息,并可将手术"禁区"突出显示于导航屏幕,当手术器械接近手术中危险区域例如颅腔和动脉时,对手术器械"越位"进行报警提示,所研制的系统在临床应用中具有十分广阔的应用前景.     

基于64排CT数据的肝胆虚拟手术系统的研究

虚拟手术是虚拟现实技术在医学领域的重要应用,可以用于术前对手术过程的模拟,提高手术的成功率,降低医疗成本.论述并设计了一种基于64排CT数据的肝胆虚拟手术系统,而且分别对该系统中图像分割、图像配准、3D可视化以及虚拟切割等关键技术进行了深入的探讨与研究.给出了手术刀虚拟切割肝脏及内部管道的实验结果,结果表明,该系统对制定合理的手术预案具有重要的临床价值.     

虚拟介入手术中导管物理建模技术研究进展

虚拟手术训练是虚拟现实技术在医学手术仿真训练中重要的应用.在虚拟导管介入手术中,导管的实时变形以及所产生的力反馈对手术仿真的真实感至关重要.针对导管柔性细长等特点,研究了近年来柔性导管的几种典型物理建模方法,如混合质点弹簧模型、有限元模型及弹性杆模型等,分析讨论了各种方法构建模型的基本思想、关键过程与优缺点,并探讨了虚拟介入手术仿真在未来的发展趋势与应用展望.     

椎弓根进钉通道数字化分析研究

脊柱椎弓根内固定技术是恢复脊柱形态和功能的重要手段,如何安全有效地植入螺钉一直是临床应用研究十分关注的课题,本文将医学影像和医学三维重建技术与逆向工程技术结合,通过获取CT连续断层图像,重建椎骨三维数字解剖表面模型,应用逆向工程技术对三维数字解剖模型进行数字化三维定量分析与设计,探索建立定位,定量研究椎弓根进钉通道的方法,从椎骨整体三维空间上获得准确的进钉通道数据.     

基于有限元法人体腿部生物力学仿真研究

为了建立可用于手术预演和规划的可靠的虚拟生物组织力学模型进行人体腿部生物力学仿真研究,根据关键组织的三维重建结果,采用有限元方法自下到上的建立骨骼、皮肤和部分软组织的生物力学模型.针对CT图像无法精确重建肌肉的几何模型的问题,在充分考虑肌腱的生物力学特性,又体现肌纤维的微观解剖结构的基础上,提出一种新型的肌肉建模方法.最后,通过患者手术获得的力位数据与有限元仿真数据的对比分析,证明建立的人体生物力学模型的可信性.     

基于模型的CT三维医学图像重建仿真

2DShepp-Logan头部模型是CT二维医学图像重建领域普遍采用的经典模型。提出一种思路—以3DShepp-Logan头部模型作为CT三维医学图像重建进行仿真实验和算法性能评价的基本参考模型。首先介绍3DShepp-Logan头部模型的设计以及仿真投影数据的计算,进而描述所设计的CT三维医学图像重建仿真计算过程。数值实验部分给出了基于3DShepp-Logan头部模型的CT三维医学图像重建仿真实例。实验结果表明了该思路的可行性和模型计算的准确性。     

"中国力学虚拟人"骨骼系统仿真平台研究

在中国可视人冷冻切片图像序列数据集的基础上,首先通过三次有理B样条曲线拟合获得人体头部、颈椎、胸腔、脊柱、上肢、下肢、手部和足部的骨组织曲线曲面模型;然后定义了中国力学虚拟人的整体坐标系统;最后采用opencascade三维建模算法编程实现了中国力学虚拟人骨骼系统的整体重建,开发了中国力学虚拟人骨骼系统仿真平台软件.该平台可以为航空航天、车辆工程、船舶工业、虚拟手术、医学教学、军事训练、人体生物力学研究、虚拟现实等提供精确的人体计算模型.     

基于CT图像的鼻咽组织重建

基于CT图像的鼻咽部组织三维重建是建立鼻咽癌虚拟治疗系统的基础.鼻咽部组织多达六十多种,在组织分割过程中建立了鼻咽部组织解剖图谱,设定组织颜色查找表.在重建过程中,单纯利用一种重建算法不能满足重建模型效果好、显示速度快的要求.所以利用不同算法重建不同组织:改进的移动立方体算法用于重建重要鼻咽部组织,轮廓拼接算法用于重建次要的鼻咽部组织,表示空间位置的外轮廓使用光线投射算法进行绘制.通过组织分割,重建和模型简化实现了鼻咽部多组织模型重建.所建模型满足鼻咽癌虚拟治疗的需要.     

医学图像体数据多平(曲)面重建

在用不同方法实现了医学图像体数据平面重建功能的基础上,对三个成像平面中鼠标确定的控制点采用B-Spline的方法拟合曲线,并根据任意设置的采样步长,以平面的方式显示曲线确定的面对应的医学图像体数据,从而实现了医学图像体数据的高精度曲面重建,成功的避免了用线段近似曲线所带来的误差.通过实验对比,择优选取帧速率较高的方法,实现了基于普通PC平台的MPR软件组件.     

人脸整形与美容虚拟手术系统的设计与实现

为使进行脸部整形与美容手术的人在实施真实手术前能预先看到整形与美容后的效果，我们开发了一个基于人脸真实图象的整形与美容虚拟手术系统，简称ByuPAQ系统。它采用计算机图象处理技术，通过先输入用户术前的真实图象和系统设计的若干操作算子，交互式地对该图象实施多种操作，即对之实施图象变换来完成虚拟手术，实现人的脸部整形与美容。本文首先对ByuPAQ系统的整体结构进行了描述，然后介绍了ByuPAQ系统的主要设计思想：分层处理与基于图形的图象变形，接着详细描述了作者在开发ByuPAQ系统时所提出的两个关键算法：基于微分思想的图像变形算法和基于HSV模型的图象渐变处理算法，最后给出了运行ByuPAQ系统进行虚拟整容美容手术的若干实例。实践证明，ByuPAQ系统不仅能获得良好的整形与美容效果，而且系统运行效率高、操作简便。     

The 12th International Conference on Service Systems and Service Management ICSSSM'15

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THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,ChinaThe International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

2014 List of Referees

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《Journal of Systems Science and Systems Engineering》Contents of Volume 23,2014

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TSINGHUA UNIVERSITY,Beijing, China

正AF:Any Field The School of Economics and Management at Tsinghua University(Tsinghua SEM)invites applications for faculty positions at all levels(Assistant Professor,Associate Professor and Full Professor)in any fields of business administration and management.Tsinghua SEM is the only school     

Enterprise resource planning implementation decision & optimization models

To study the uncertain optimization problems on implementation schedule, time-cost trade-off and quality in enterprise resource planning (ERP) implementation, combined with program evaluation and review technique (PERT), some optimization models are proposed, which include the implementation schedule model, the timecost trade-off model, the quality model, and the implementation time-cost-quality synthetic optimization model. A PERT-embedded genetic algorithm (GA) based on stochastic simulation technique is introduced to the optimization models solution. Finally, an example is presented to show that the models and algorithm are reasonable and effective, which can offer a reliable quantitative decision method for ERP implementation.     

分布交互仿真技术综述

介绍了ＤＩＳ的技术特点,综述了ＤＩＳ中关键技术和相关技术,并对目前ＤＩＳ发展过程中遇到的问题进行了深入的分析与论证。     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,China The International Congress on Industrial and Applied Mathematics(IClAM)is the premier international congress in the field ofapplied mathematics held every four years under the auspices ofthe International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists and entrepreneurs fiom around the world will gather in Beijing,China for the 8th IClAM to be held at