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虚拟器官的建模和仿真是当今国际上生物医学工程领域研究的前沿课题。眼睛是人体重要的器官之一,对它进行三维重建具有极高的科学意义和实用价值；急性闭角型青光眼(Acute Angle-Closure Glaucoma,AACG)是一种危害人眼的疾病,对其进行发病进程的仿真具有重要的学术意义和临床医学价值。
本文主要研究了在构建基于光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)图像序列的眼前节形态和物理模型过程中所遇到的形态建模、物理建模和虚拟仿真等方面的问题,其目的是构造出基于OCT图像序列的可用于模拟闭角型青光眼病理和治疗过程的眼前节个体特征模型,为临床医学眼科教学和应用奠定重要的物质和技术基础。主要研究内容包括：⑴设计一系列方法建立基于OCT图像序列的眼前节三维形态模型,使模型表面光滑:首先采用基于三次样条插值算法进行多幅图像的层间插值；其次将图像转换为柱坐标系后,采用基于Bresenham算法对图像进行点间插值；最后在这些数据点的基础上建立具有患者个体特征的眼前节三维形态模型,为建立患者眼前节个体特征信息库打下一定的理论及实践基础。⑵建立用于模拟前房房水排出和堵塞机制的眼前节有限元模型,通过施加面上压力载荷来模拟眼压的变化,再仿真AACG病理进程,得到角膜、虹膜的应力及形状(应变)变化。用实验的方法,来探索采用有限元法(Finite ElementMethod,FEM)在基于OCT图像序列的眼前节模型上仿真.AACG病理进程的可行性、有效性和准确性。⑶根据OCT图像序列中晶状体上表面轮廓,可以确定晶状体位置,经过适当的简化可以建立含晶状体的眼前节有限元模型。通过修改面上的压力载荷,再次模拟对AACG的病理过程,重新获得角膜、虹膜和晶状体的应力及应变情况,更准确地还原AACG的全部病理进程。