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基于.Net技术的三维生物反馈治疗系统的研究与实现

作　者: 林学维
导　师: 孙伟
学　校: 中山大学
专　业: 软件工程
关键词: 虚拟现实数据驱动生物反馈计算机辅助治疗
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 15次
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内容摘要

目前，医学界前沿兴起了一种新型的预防和治疗高血压等疾病的医疗方法，生物反馈技术。目前国内外关于此领域的应用是通过利用现代生理科学仪器，将人体内生理或病理信息的反馈给使用患者，使患者经过特殊训练后，进行有意识的“意念”控制和心理训练，从而消除病理过程、恢复身心健康。本论文基于中山大学重大项目培育和新兴、交叉学科资助计划项目之“网域空间3D虚拟化关键技术在生物反馈干预高血压前期中的应用”。本论文的主要工作是：设计与实现生物反馈治疗系统，配合3D虚拟现实的关键技术，构建逼真的反馈场景以及提供良好的互动控制系统给医生和患者，达到比传统生物反馈方法更加好的治疗效果。借助3D虚拟现实技术，把患者的生理特征转化为可视化的虚拟现实场景，通过3D场景的改变来反馈给患者，患者通过对自己生理特征的控制和调节来控制可视化场景的变化，使场景趋向于目标状态，最终达到可以控制自身的特定体征，以获取预防和治疗的效果。本论文将阐述生物反馈治疗系统的设计与搭建，也包括真实系统环境的设计与部署。在本论文中，用于治疗的3维反馈场景是可以随着生物体征仪器的数据输入的改变而不断变化（如，当患者血压升高，雷鸣闪电的变化会加剧，患者需要通过控制自己的体征来使场景变化达标），也就是说3维场景是可数据驱动的，即是动态场景技术的使用；另外，系统的设计主要是面向医生与患者的交互需要，在患者在使用治疗系统，与三维反馈场景进行交互的时候，医生要可以获取患者的所有指标并在必要的时候进行干预以及控制。本论文属于软件工程领域和医学领域的交叉学科应用型论文，希望能够利用3D虚拟现实技术在生物反馈治疗这一领域的辅助效果，通过构建应用系统以及真实病患的测试，评测真实效果，为该类型的应用研究开拓先河，以便以后进行更加深入的探索与研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 项目背景简介  9-10
  1.2 国内外虚拟现实技术研究现状  10-11
  1.3 虚拟现实技术在医学领域应用情况  11-12
  1.4 虚拟现实在生物反馈治疗中的应用  12-13
  1.5 本人主要工作及论文结构  13
  1.6 本章小结  13-14
第2章系统关键算法阐述  14-22
  2.1 系统的医学背景  14-15
  2.2 数据驱动的设计开发  15-17
  2.3 3D 左右眼投影算法  17-19
  2.4 3D 引擎（Hare 引擎）简介  19-20
  2.5 开发环境以及使用技术介绍  20
  2.6 本章小结  20-22
第3章生物反馈治疗系统需求分析  22-30
  3.1 项目背景分析  22
  3.2 生物反馈治疗系统功能性需求分析  22-24
  3.3 生物反馈治疗系统非功能性需求分析  24-25
  3.4 系统用例分析  25-29
  3.5 领域模型分析  29
  3.6 本章小结  29-30
第4章生物反馈治疗系统概要设计  30-38
  4.1 系统功能模块设计  30-32
  4.2 系统关键用例实现流程  32-34
  4.3 系统静态结构设计  34-36
  4.4 系统数据持久化说明  36
  4.5 系统扩展要求说明  36-37
  4.6 本章小结  37-38
第5章生物反馈治疗系统详细设计  38-53
  5.1 系统模块关键功能分析  38-42
  5.2 系统类图说明  42
  5.3 系统数据结构设计  42-44
  5.4 系统网络数据包 DisPatch 设计模式  44-48
  5.5 Python 脚本引擎调试  48-49
  5.6 持久化方案详细说明  49-52
  5.7 本章小结  52-53
第6章生物反馈治疗系统的实现与应用  53-60
  6.1 系统部署环境介绍  53-54
  6.2 系统组件部署图  54-55
  6.3 系统功能演示说明  55-58
  6.4 系统演示总结  58-59
  6.5 本章小结  59-60
第7章总结与展望  60-62
  7.1 本文的研究内容与贡献  60-61
  7.2 进一步的研究工作以及系统改进  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

基于.Net技术的三维生物反馈治疗系统的研究与实现

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