骨质疏松的模型计算及其光测软件的实现

论文摘要

骨质疏松症作为中老年多发的退行性疾病已经成为一个社会性的健康问题而备受大家的关注。利用计算机这种强大的工具来进行计算机模拟和数值计算是目前国内外研究的主流趋势。本论文的研究工作是在国内外实验研究成果基础上,给出一个问卷调查,根据峰值骨量和骨重建阈值等初始值的不同,在时间历程上模拟骨质疏松的程度。并结合实验,给出一套能较精确测量骨应变场的软件。而且通过试验计算得出结果,初步讨论其精度及分析其效率。本论文包含两个主要部分。第一部分依据骨的功能适应性和力学调控系统理论,遵循骨重建的生理过程,给出一个问卷调查,对于被调查者给出的不同情况,用计算机模拟其一段时间的骨质疏松情况。并给出保健建议,在一定程度上起到防病的作用。第二部分在第一部分提出的骨质疏松过程计算模型的基础上,结合数字图像相关中的亚象素位移测量方法,设计了一套在非接触情况下,测量物体应变场的应用软件。这对骨、椎间盘、软组织等形状不规则和变形不便于直接测量的物体的精确测量很有帮助。本论文的研究为骨质疏松的预防和治疗打下了理论基础,具有一定的临床指导意义。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 骨质疏松概述
• 1.1.1 骨质疏松的定义
• 1.1.2 骨质疏松的病因
• 1.1.3 骨质疏松的治疗
• 1.2 骨的结构和功能
• 1.2.1 骨重建过程中的其它问题
• 1.3 骨的力学调控系统理论
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 力学-生物学因素耦联的骨质疏松模型
• 2.1 载荷和激励
• 2.2 BMU 的激活频率
• 2.3 骨重建平衡
• 2.4 孔隙度与弹性模量
• 2.5 孔隙度与特定表面
• 第三章 骨质疏松模型的应用
• 3.1 问卷的数值模型
• 3.2 问卷的骨质疏松模拟
• 第四章 数字图像相关的应变场测量
• 4.1 数字图像相关方法概述
• 4.1.1 数字图像相关的基本原理
• 4.1.2 相关性函数
• 4.2 数字图像亚像素算法
• 4.2.1 曲面拟合法
• 4.2.2 牛顿迭代法
• 4.3 数字图像相关的软件实现
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 附录