Способы и средства визуализации состояния сердца для компьютерной диагностической системы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Кузьмин, Андрей Викторович

• Кузьмин, Андрей Викторович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кузьмин, Андрей Викторович

Введение.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Значение и место визуализации в процессе диагностики состояния сердца.

1.2 Известные системы диагностики состояния сердца и моделирования его активности.

1.2.1 Система ECGSim.

1.2.2 Система «Кардиовизор».

1.2.3 Система «Биоток-ЗО».

1.2.4 Обзор возможностей известных систем.

1.3 Анализ методов геометрического моделирования.

1.3.1 Наборы вокселей.

1.3.2 Древовидные структуры.

1.4 Предлагаемый подход к визуализации состояния сердца.

1.4.1 Анализ способа диагностики состояния сердца.

1.4.2 Функции системы визуализации состояния сердца.

1.5. Задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ОБЪЕМНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Разработка фрактальных алгоритмов получения объемного представления сердца.

2.2.1. Постановка задачи.

2.2.2. Алгоритм заполнения замкнутого объема вокселями.

2.2.3. Алгоритм рекурсивного разделения пространства.

2.3. Гибридный алгоритм вокселизации.

2.3.1. Постановка задачи.

2.3.2. Вокселизация поверхности, ограничивающей пространственный объект.

2.3.3 Заполнение объема, ограниченного вексельной поверхностью.

2.4 Исследование гибридного алгоритма вокселизации.

2.4.1 Сравнение алгоритмов вокселизации по трудоемкости реализации.

2.4.2 Исследование погрешности представления.

2.5 Вычисление нормалей к вокселям.

2.6 Смена разрешения объемного набора данных.

2.7 Визуализация объемного представления сердца.

2.8 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА.

3.1 Выбор способа математического описания поверхности сердца.

3.1.1 Анализ триангуляции Делоне.

3.1.2 Анализ поверхностей Безье.

3.1.3. Применение триангуляции Делоне для построения поверхностной модели сердца.

3.2 Визуализация информации на поверхности визуальной модели сердца.

3.2.1 Исходные данные для визуализации.

3.2.2 Выбор цветового диапазона для визуализации распределения ТМП.

3.2.3 Визуализация распределения ТМП по поверхности модели сердца.

3.3 Разработка способа генерирования текстуры для визуализации повреждений миокарда.

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ.

СОСТОЯНИЯ СЕРДЦА.

4.1 Построение компьютерной диагностической системы.

4.1.1 Структура компьютерной диагностической системы.

4.1.2 Реализация способа диагностики состояния сердца.

4.2 Программные и аппаратные средства реализации системы визуализации.

4.2.1 Аппаратные средства.

4.2.2 Программные средства.

4.3 Программная реализация системы визуализации.

4.4. Визуализация в КДС «Кардиовид».

4.4 Выводы по главе 4.

Основные результаты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Способы и средства визуализации состояния сердца для компьютерной диагностической системы»

Актуальность исследования. На сегодняшний день одной из важнейших областей приложения современных методов визуализации, математического моделирования и обработки информации является компьютеризированная медицинская диагностика, т.е. процесс распознавания болезни [30] с использованием современных компьютерных средств. Компьютерная диагностика -сравнительно новый метод, это то "окно", через которое можно заглянуть в человеческий организм и своевременно диагностировать заболевания на ранних стадиях развития. Важная роль отводится диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, особенно в ситуациях скорой и неотложной помощи, так как именно эта категория болезней занимает одно из первых мест среди заболеваний и причин смерти трудоспособного населения. Академик РАН М.П. Рощевский «убежден, что диагностика сердечно-сосудистой системы (ССС) будущего будет основываться на моделировании электрических процессов в сердце по электрокардиографическим данным, полученным на поверхности тела» [57]. При этом использование графических представлений делает более доступным выполнение многих исследований, связанных с изучением и моделированием работы сердца.

Создание адекватной компьютерной модели сердца представляет собой весьма трудоемкий процесс, «симулятор сердца» требует больших вычислительных мощностей, так что даже при использовании мощных компьютеров «требуются сутки, чтобы имитировать секунду работы сердца». Это обусловлено, в том числе и тем, что с точки зрения геометрии сердце представляет собой сложный трехмерный объект, реализация формального описания которого требует больших вычислительных затрат.

В настоящее время в России и за рубежом активно развивается компьютерная диагностика состояния ССС. Компьютерная диагностическая система

КДС) представляет собой инструмент, помогающий специалисту-кардиологу установить диагноз. Для этого система должна предоставить врачу всю необходимую информацию, в том числе и визуальную, в наиболее удобном для работы виде. Все результаты диагностики следует предоставлять в более удобной и информативной форме - в графической. Поэтому неотъемлемой частью 5 современной диагностической системы является подсистема синтеза изображения сердца пациента, в основе функционирования которой лежат методы и средства компьютерной графики. Ключевым элементом подобных подсистем является трехмерная модель сердца.

В связи с этим, построение компьютерной модели сердца, отвечающей требованиям адекватности и ресурсоемкости, и ее визуализация средствами компьютерной графики являются актуальными научными задачами. Их решение позволит вывестидиагностику состояния ССС на качественно новый уровень.

Цели и задачи исследования. Целью исследования является разработка способов и средств, позволяющих синтезировать трехмерное изображение сердца, включая его внутреннее строение, и отображать диагностическую информацию на визуальной модели сердца.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Определить функций визуализации на основе анализа процесса диагностики состояния миокарда.

2. Проанализировать и разработать способы формирования и визуализации объемного представления сердца.

3. Выбрать способ формирования поверхностного представления сердца и отображения диагностической информации на визуальной модели сердца.

4. Реализовать способы визуализации состояния сердца.

Объектом исследования является визуализация состояния сердца.

Предметом исследования являются способы и средства математического описания и визуализации сложных трехмерных объектов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теоретические основы диагностики состояния ССС, аналитической геометрии, геометрического моделирования, объемного моделирования, топологии, а также математический аппарат компьютерной графики.

Научная новизна исследования:

1. Предложена новая методика визуализации состояния сердца, которая позволяет наглядно представить результаты диагностики состояния сердца. Данная методика основана на использовании объемной и поверхностной моделей сердца.

2. Впервые в визуализации предложен фрактальный алгоритм математического описания воксельного заполнения каркасного объекта и рекурсивного деления пространства объекта на основе систем итерированных функций, позволяющий оптимизировать формирование объемного представления трехмерных объектов.

3. Предложен новый способ изменения разрешения представления пользователю объемного объекта путем перехода между уровнями восьмеричного дерева (octree), позволяющий оптимизировать формирование сцены при приближении/удалении объекта.

4. Предложен способ определения направления нормали к элементу дискретного пространства (вокселю), позволяющий оптимизировать вычисление нормалей и повысить реалистичность визуального изображения сердца.

5. Предложен новый способ генерирования текстуры для визуализации диагностической информации на поверхности модели сердца.

Практическая значимость исследования заключается в том, что:

1. Предложенные способы и средства визуализации трехмерных объектов, позволяющие синтезировать реалистичное трехмерное изображение сердца, могут быть использованы как основа визуализации в новых методах кардиодиагностики. Результаты диссертационного исследования используются в разработанной подсистеме визуализации КДС «Кардиовид» для наглядного представления диагностической информации. Макетный образец системы «Кардиовид» проходит испытания в ЗАО «НПП «Антарес», г. Москва. Документы о внедрении результатов диссертационного исследования представлены в приложении В.

2. Полученная в процессе выполнения работы объемная модель сердца используется для обучения студентов медицинских специальностей. Специальная интерактивная обучающая система внедрена в Медицинском институте Пензенского государственного университета.

3. Способы получения и визуализации объемного представления трехмерных объектов и метод генерирования текстуры [9] нашли свое применение в системе визуализации полета, наблюдения за виртуальной визуальной обстановкой за бортом летательного аппарата и обучения пилотов. Система визуализации полета [10] внедрена в ЦПК им. Ю.А. Гагарина.

Апробация результатов исследования. Основные результаты работы прошли апробацию на научных конференциях, среди которых: Международная научно-техническая конференция «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2004), XVII и XVIII Конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ПТУ (Пенза, 2006, 2007), III Международная научно-практическая конференция «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2006), IV Международная научно-техническая конференция «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» (Пенза, 2006), конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Нижний Новгород, 2007), Всероссийский конгресс «Неинвазивная электрокардиология в клинической медицине» (Москва, 2007). Разработка была удостоена золотой медали ВВЦ на I Международной выставке «Интеллектуальные и адаптивные роботы» (Москва, 2005).

Положения, выносимые на защиту:

6. Визуализация состояния сердечно-сосудистой системы на основе геометрической модели сердца, позволяющая отображать внутреннюю структуру сердца и диагностическую информацию, является неотъемлемой частью нового способа кардиодиагностики.

7. Фрактальный подход, основанный на использовании систем итерированных функций, обеспечивает формализацию алгоритма рекурсивного деления пространства объекта и формирование объемного представления сердца.

8. Алгоритм изменения разрешения объемного объекта путем перехода между уровнями восьмеричного дерева (octree) и алгоритм определения направления нормали к элементу дискретного пространства на основе анализа его окрестности позволяют оптимизировать формирование и повысить реалистичность изображения объемного объекта.

9. Способ наложения по маске различных образцов текстур позволяет генерировать текстуры для визуализации диагностической информации.

Публикации. Основные положения работы были представлены в 13 публикациях: [6, 14, 8, 9,13, 11, 33, 34, 10, 35, 15, 78, 36], в том числе 3 патентах РФ, 1 зарегистрированной программной разработке, 9 статьях и тезисах конференций, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структуры работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (105 наименований) и 3 приложений. Общий объем составляет 137 страниц основного машинописного текста. Работа содержит 68 Рисунков, 8 таблиц,

В первой главе рассматривается принцип организации компьютерной диагностической системы (КДС), определяется значение и место визуализации в процессе диагностики состояния миокарда. Проводится обзор существующих компьютерных диагностических систем, использующих в процессе функционирования изображение модели сердца. Анализируются способы представления трехмерных объектов. На основе анализа разработанного способа диагностики выдвигаются требования к визуализации и определяются функции, которые она должна выполнять. На основе этого ставятся задачи исследования.

Во второй главе рассматривается получение и визуализация объемной модели сердца. Предлагается математическое описание (с использованием систем итерированных функций) для алгоритмов воксельного заполнения замкнутого объекта и рекурсивного деления пространства (восьмеричное дерево). На основе данных алгоритмов разрабатывается гибридный алгоритм, позволяющий получать воксельное представление объекта путем вокселизации поверхности объекта и заполнения его внутренней области. Исследуется эффективность работы алгоритма и погрешность представления объекта. Кроме того, решаются задачи расчета нормалей освещения для объемных элементов и выбора оптимального разрешения. На основе предложенных алгоритмов строятся изображения объемной модели сердца.

В третьей главе рассматривается построение поверхностной модели сердца и отображение диагностической информации на визуальной модели сердца. Анализируются методы математического описания поверхности трехмерного объекта. С точки зрения эффективности использования для построения объемной модели анализируются триангуляция Делоне и поверхности Безье. Приводится алгоритм проверки граничного условия при использовании триангуляции Делоне. Разрабатывается шкала цветового кодирования электрических потенциалов для отображения электрической активности на поверхности визуальной модели сердца. Разрабатывается способ генерирования текстуры для отображения обнаруженных повреждений на поверхности сердца.

В четвертой главе рассмотрена реализация способа диагностики состояния сердца в макетном образце КДС «Кардиовид». Предлагается аппаратно -программная реализация подсистемы визуализации на основе предложенных в предыдущих главах способов. Рассматриваются разработанные программные средства, реализующие подсистему визуализации состояния сердца. Приводятся результаты работы подсистемы визуализации сердца в составе КДС.

В разделе выводы и основные результаты приводятся основные результаты работы, делается вывод о работоспособности и эффективности предложенных способов и средств визуализации состояния сердца

В приложениях представлены:

1. Результаты вычислительных экспериментов получения объемного представления тестовых объектов (куба, пирамиды, усеченной пирамиды) и оценки погрешности полученного представления.

2. Изображения полученных объемных моделей тестовых объектов (куба, пирамиды, усеченной пирамиды) с различным разрешением.

3. Документы о внедрении результатов диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Кузьмин, Андрей Викторович

Основные результаты

1. Предложен способ визуализации состояния сердца на основе объемной и поверхностной моделей сердца, включающий отображение внутреннего строения сердца и информационных параметров на визуальной модели сердца, который позволил реализовать визуализацию в разработанном и запатентованном способе диагностики состояния сердца.

2. Предложен гибридный алгоритм получения объемного представления объекта, основанный на использовании систем итерированных функций и позволяющий значительно сократить вычислительные затраты. Показано, что восьмой уровень разрешения объемного представления объекта, соответствующий восьмому уровню восьмеричного дерева, является оптимальным. При этом относительная погрешность представления не превышает 1,5 %.

3. Разработан способ определения направления нормали к объемному элементу, основанный на анализе окрестности, состоящей из 26 соседних элементов, разделяющих с исходным элементом грань, ребро или вершину. Определение нормалей к вокселям позволяет применять эффект освещения и получать более реалистичные изображения.

4. Разработана шкала цветового кодирования, основанная на линиях цветовых переходов от синего к белому и от белого к красному внутри куба RGB, позволяющая отображать значения трансмембранных потенциалов на поверхности визуальной модели сердца с учетом эргономических характеристик восприятия. Это делает представление электрической активности сердца более наглядным.

5. Разработан и запатентован способ генерирования текстуры, основанный на использовании различных образцов текстур и операции наложения по маске, который позволяет оптимизировать отображение участков возможного повреждения на поверхности визуальной модели сердца.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кузьмин, Андрей Викторович, 2007 год

1. Агапов Е.Г., Бодин О.Н. Об одном решении обратной задачи электрокардиографии. Сборник трудов международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах», Пенза: Изд. ПТУ, 2004.

2. Александров П.С. Лекции по аналитической геометрии. М.: «Наука»,1968.

3. Алпатов А.В. Методы математического моделирования для трехмерной реконструкции и функционального анализа желудочков сердца человека по данным эхокардиографии. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Рязань, 2003.

4. Аракчеев А.Г., Сивачев А.В. Электрокардиографическая техникадля исследования функционального состояния сердца. М.:ЗАО «ВНИИМП-ВИТА», 2002.

5. Баум О.В., Попов Л.А., Волошин В.И., Муромцева Г.А. QT-дисперсия: модели и измерения. Вестник аритмологии №20, 2000.

6. Бодин О.Н., Адамов А.В. Агапов Е.Г., Бурукина И.П. Кузьмин А.В. Способ диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Патент РФ № 2257838, Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». №22 2005.

7. Бодин О.Н., Безделова H.IO. Учет реальной геометрии тела пациента в мультипольной модели ЭАС. Вестник СПбГМА им. И.И, Мечникова, 2006, № 3.

8. Бодин О.Н., Гайдуков С.А, Кузьмин А.В. Современные средства синтеза реалистичных изображений в реальном масштабе времени. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки №3(30), 2007.

9. Бодин О.Н., Гайдуков С.А., Кузьмин А.В., Малышкин А.С. Способ генерирования текстуры в реальном масштабе времени и устройство для его реализации. Патент РФ № 2295772. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». №8,2007.

10. Бодин О.Н., Гайдуков С.А., Кузьмин А.В., Малышкин А.С., Морозов А.И., Циблиев В.В., Ядренцев А.Н. Система визуализации полета. Патент РФ № 2299471. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». №14,2007.

11. Бодин О.Н., Кузьмин А.В. Использование фракталов для построения трехмерной модели сердца. Сборник трудов международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах», Пенза: Изд. ПТУ, 2004.

12. Бодин О.Н., Кузьмин А.В. Представление и визуализация объемных объектов. Полет, 2007 (в печати).

13. Бодин О.Н., Кузьмин А.В. Разработка фрактального алгоритма для построения трехмерной модели сердца, САПР и графика, 2005, №3.

14. Бодин О.Н., Кузьмин А.В. Синтез реалистичной поверхности модели сердца. Медицинская техника №6,2006.

15. Бодин О.Н., Кузьмин А.В., Митрошин А.Н. Разработка визуальной модели сердца для обучения студентов медиков. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. №2, 2007, стр. 3-10.

16. Бодин О.Н., Строкова И.В. Моделирование и визуализация распространения возбуждения в миокарде, Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. №3, 2006.

17. Болтянский В.Г., Ефремович В.А. Наглядная топология. М.: «Наука»,1982.

18. Вендров А. М., Малышко В. В. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с использованием языка UML. М.: Издательский отдел факультета ВМиК МГУ, 2002.

19. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. Учеб. пособие для вузов. М.: «Высшая школа», 1976.

20. Голованов Н.Н. Геометрическое моделирование. Москва, Физматлит,2002.

21. Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике. М.: C0J10H-P, - 2002.

22. Зенкин А.А. Когнитивная компьютерная графика. М.: Наука, 1991.

23. Зудбинов Ю.И. Азбука ЭКГ. Изд. 4-е, испр. и доп., Ростов н/Д: Феникс, 2003, 240с.

24. Игнатенко А. Геометрическое моделирование сплошных тел. CGM Journal. Графика и мультимедиа. Пилотный выпуск (январь 2003). http://www.cgm.graphicon.ru.

25. Игнатенко А. Методы представления дискретных трехмерных данных. http://graphics.cs.msu.ru/ru/library/multiresrep/index.html

26. Кардиоктмплекс «ВОЛГОТЕХ 8/12-01» http://www.volgotec.ru.

27. Коваленко В. Текстура в задачах трехмерной визуализации. Открытые системы, №06, 1996.

28. Комплекс для экспресс-диагностики сердца Кардиовизор-бС http://www.mks.ru/dev/KardioVisor-6C/

29. Компьютерный кардиоанализатор КАРД http://www.mks.ru/dev/ECG/KARD/

30. Краткая медицинская энциклопедия. Под редакцией Петровского Б.В. Второе издание. -М.: Издательство «Советская энциклопедия», 1989.

31. Кроновер Р. М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. Москва: Постмаркет, 2000 352 с.

32. Кузнецов С. От пикселей к вокселям. Открытые системы №10,2005.

33. Кузьмин А.В. Визуализация состояния сердца в кардиологической диагностике. Сборник научных статей 3-й Международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий», Тамбов, «Тамбовполиграфиздат», 2006.

34. Кузьмин А.В. Вычисление нормалей для отображения объемной модели сердца. Сборник статей IV Международной научно-технической конференции «Информационны-вычислительные технологии и их приложения», Пенза, РИО ПГСХА, 2006.

35. Кузьмин А.В. Объемное представление трехмерных объектов. Материалы конференции «Технологии Microsoft в теории и практике программирования», Нижний Новгород, 3-4 апреля, 2007.

36. Кузьмин А.В., Бодин О.Н. Программа конвертирования каркасной модели трехмерного объекта в вексельную модель HybridConverter v. 1.0. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 8793. Газета «Инновации в науке и образовании» №7(30), 2007.

37. Лечебно-диагностический комплекс для проведения неинвазивных исследований сердца «Элкарт-ЧПС» http://www.electropulse.ru/ru/productsl/elcart-cps/

38. Логинов Д. С. Разработка и исследование метода анализа ЭКГ на основе нейронных сетей. Диссертация на соискание ученой степени магистра по направлению 230100 Информатика и вычислительная техника, Пенза, 2007.

39. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.: Мир, 1989.

40. Медицинские новости http://mednovosti.ru/news/2002/01/24/cor/Printed.htm

41. Многофункциональный доплеровский диагностический комплекс на базе современного персонального компьютера. http://www.bioss.ni/content/view/l 2/46/lang,ru/

42. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики, БХВ-Петербург, 2003.

43. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. М.: Медицина, 1984,528с.

44. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / Пер. с польского И.Д.Рудинского. М.: Финансы и статистика, 2002.

45. Официальный сайт компании «Биоток» http://www.biotok.ru.

46. Официальный сайт компании «Нейро-Софт» http://www.neurosoft.ru

47. Официальный сайт проекта «Кардиовизор» http://www.cardiovisor.ru.

48. Официальный сайт проекта ECGSim http://www.ecgsim.org

49. Официальный сайт SC Lab. http://www.sc-labs.ru

50. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.:Физматгиз, 1963. - 856 с.

51. Поммерт А. Визуализация объема в медицине. Открытые системы, №05,1996.

52. Порев В.Н. Компьютерная графика. СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-432 с.

53. Привалов И.И. Аналитическая геометрия. М.: Физматгиз, 1962. - 272с

54. Программный модуль 3DView http://www.bioss.rn/content/view/30/61/lang,ги/

55. Рентгеновский компьютерный томограф GE HiSpeed NX/i. http://www.stormoff.com/foreign/comptomo.htm.

56. Роджерс Д., Адаме Дж. Математические основы машинной графики. Пер. с англ. М.: Мир, 2001. - 604 е.

57. Рощевский М.П., Рощевская И.М. Эволюционная электрокардиология: от электрокардиографии к созданию основ будущей электрокардиотомографии. Медицинский академический журнал, 2005, том 5, № 2, стр. 33-46.

58. Рябыкина Г.В., Сулла А.С. Использование прибора КардиоВизор-Обс для скрининговых обследований. Метод дисперсионного картирования. Пособие для врачей, http://www.cardiovisor.ru/pub/metod/

59. Система компьютерной реографии ReoCom http://www.hrvcongress.org/cds/reocom.shtml

60. Скворцов А.В. Обзор методов построения триангуляции Делоне. Вычислительные методы и программирование, 2002, Т. 3.

61. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие. Самара: СГАУ, 1995, 138с.

62. Справочник по элементарной математике. Геометрия, тригонометрия, векторная алгебра. Под редакцией Фильчакова П.Ф. Киев: Издательство «Наукова думка», 1967.

63. Титомир JI.И., Трунов В.Г., Айду Э.А.И. Неинвазивная электрокардиотопография. -М.: Наука, 2003, 198с

64. Тихонов К.Б. Функциональная рентгеноанатомия сердца. 2-е изд. -М.: Медицина, 1990, 272 стр.

65. Ультразвуковой сканер Echo Blaster 128 http://www.bioss.ru/content/view/26/57/lang,ru/

66. Херн Д., Бейкер М.П. Компьютерная графика и стандарт OpenGL. 3-е издание: Пер. с англ. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2005, 1168 с.

67. Чен Ш-К. Принципы проектирования систем визуальной информации. Пер. с англ. М.: Мир, 1994. - 408 с.

68. Шахов Э.К. Преобразователи информации: классификация и динамические свойства. Датчики и системы №8, 2000.

69. Эйнджел Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL, 2 изд.: Пер. с англ. М.: Изд. Дом «Вильяме», 2001. - 592 с.

70. Электрокардиографический диагностический комплекс CardioLab 2000 http://www.hrvcongress.org/cds/cardiolab2000stationary.shtml

71. Ягель Р. Аппаратный рендеринг объема. Открытые системы №05, 1996.

72. Ягель Р. Рендеринг объемов в реальном времени. Открытые системы, №05, 1996.

73. Яковлев К.П. Математическая обработка результатов измерений. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1950.

74. Abel-Malek К., Blackmore D., Joy К. Swept volumes: foundations, perspectives and applications. International journal of shape modeling, 2001.

75. Aliev R.R., Panfilov A.V. Asimple model of cardiac excitation. Chaos, Solitons & Fractals 7(1996), N3, p.293 301.

76. Baumgart B.G. Geometric modeling for computer vision. Computer sciense, Stanford University, 1974.

77. Blumenthal J., Wyvill B. Interactive techniques for implicit modeling. Computer Graphics, 24(2): 109-116, March 1990.

78. Bodin O.N., Kuz'min A.V. Synthesis of a realistic model of the surface of the heart. Biomedical Engineering, Volume 40, Number 6, 2006.

79. Chen L. Herman G.T., Reynolds R.A., Udupa J.K. Surface shading in the cuberille environment, IEEE Computer graphics and application, 5, 12, 33-43, December 1985.v

80. Dachille F. Volume visualization algorithms and architectures exam. http://citeseer.ist.psu.edu/455420.html

81. Dachille F., Kaufman A. Incremental Triangle Voxelization. Proc. Graphics Interface 2000, pp. 205-212,2000.

82. Farin G., Hoschek J., Kim M.-S. Handbook of computer aided gepmetric design, Elsevier Science Publishers, 2002.

83. Gervautz M, Traxler C. Representation and realistic rendering of natural phenomena with cyclic CSG- graphs. Visual Computer, Vol. 12, No. 1, pp. 62-71 1996.

84. Haumont D., Warzee N. Complete Polygonal Scene Voxelization Journal of Graphics Tools, Volume 7, Number 3, pages 27-41,2002.

85. Huang J., Yagel R., Filippov V., Kurzion R. An Accurate Method For Voxelizing Polygon Meshes. Proceedings of the 1998 Symposium on Volume Visualization, pages 119-126. ACM SIGGRAPH, October 1998.

86. Human-Computer Interface http://osiris.sunderland.ac.uk/~csOcar/hci/hci.htm

87. Kaufman A., Cohen D., Yagel R. Volume graphics, IEEE Computer, Vol. 26 No. 7, 1993.

88. Meagher D. J. R. Geometric Modeling Using Octree Encoding, Computer Graphics and Image Processing Vol. 19, No. 2, 1982.

89. Mitsubishi Electric US Companies Press Release. http://www.mitsubishielectric.com/news/2000/030500.html

90. Moller Т., Machiraju R., Mueller K., Yagel R. A comparison of normal estimation schemes Proceedings of IEEE Conference ob Visualization, 1997.

91. Nielson G. N. Volume modeling. Volume Graphics, Springer, 2000 pp. 2948.

92. Noble D. A modification of the Hodjkin-Huxley equations applicable to Purkinje fibre action and pacemaker potentials. J. Physiol, Lond. 160 (1962) p. 317-352

93. Ranjan V., Fournier A. Volume models for volumetric data. IEEE Computer, Vol. 27, No. 7, July 1994, pp 28-36.

94. Requicha A.A.G. Representations of rigid solids: theory, methods and systems. ACM Computing Surveys, 12(4), 1980.

95. Requicha A.A.G., Voelcker H.B. Constructive Solid Geometry. Technical Report, Tp-25, PAP, University of Rochester, Rochester, NY, November 1977.

96. Rossignac J.R., Voelcker H.B. Active zones in CSG for accelerating boundary evaluation, redundancy elimination, interference detection and shading algorithms. ACM Transaction on graphics, 8(1), 1989.

97. Silva C.E. Alternative Definitions of faces in boundary representations of solid objects. Technical report, TM-36 PAP, University of Rochester, Rochester, NY, November 1981.

98. Sourin A.I., Pasko A.A. Function Representation for sweeping by moving solid. IEEE Transactions on Visualisation and Computer Graphics, 2(1): 11-18,1996.

99. Stolte N. Robust voxelization of surfaces. Technical Report. TR.97.06.23, State University of New York at Stony Brook, 1997.

100. Stolte N. Kaufman A. Parallel spatial enumeration of implicit surfaces using interval arithmetic for octree generation and its direct visualization. In Implicit Surfaces'98, pages 81-87, Seattle, 1998.

101. Thibault W.C., Naylor B.F. Set operations on polyhedra using binary space partitioning trees. Computer Graphics, 21(4): 153-162,1987.

102. Weiler M., Westermann R., Hansen C., Zimmerman K., Ertl T. Level-of-Detail Volume Rendering via 3D Textures. In Proc. Volume Vis. 2000, pages 7-13. ACM Press, 2000. http://citeseer.ist.psu.edu/weiler001eveldetail.html

103. Woo T.C. A Combinatorial Analysis of Boundary data structures schemata. IEEE Computer graphics and applications, 5(3): 21-40, 1985.

104. Yagel R., Cohen D., Kaufman A. Normal Estimation in 3D Discrete Space The Visual Computer 8:5-6 (1992), 278-291.

105. I 512x512x512 0.001966809 56824632 76086208 1306888 134217728 7.60828E-09 0.432338 0.5788854 0.00994317 1.021166471 0.583333333 0.004447923 0.762501142

106. Изображения объемных объектов Приложение Бобязательное)

107. Рис. Б-1. Объемное представление пирамиды141

108. Документы о внедрении Приложение Вобязательное)27.04

109. ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОМ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮгкяппипкитс441. Кардиовид"

110. Ул. Ставского, 4, г. Пенза, 440008, Россия 4, Stavskogo St, Penza, 440008, Russia1. CardioView Ltd.1. Основано в 2006 году1. Телефоны/phones:

111. E-mail: CardioviewSmail.ru [e-mail]8.906-158-68-71 8-903-293-85-65 8-960-322-63-34

112. ОГРН 1065836017730 ОКОГУ 49013 ОКВЭД51.46.2 OKATO 56401368000 ОКПО 95401084 ОКФС 16 КПП 583601001 OKTMO 56701000 ОКОПФ651. ИНН 5836311079р/с 40702810100030711035 ("Кардиовид"). ГРКЦ ГУ Банка России по Пензенской области г. Пенза

113. Тестовые испытания КДС «Кардиовид» показали высокую информативность использования методик визуализации кардиографической информации при оценке состояния сердечно-сосудистой системы.1. Д.С.Логинов1. И.О. Жулев

114. Закрытое акционерное общество НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ1. ПРЕДПРИЯТИЕтмтел/[phone] 8 499 504 32 20факс. [phone] www.antaresholding.ru1. Россия, J19454. г.

115. Москва, .afa,7.5,„T.Tf^E;[e-mail]

116. Результаты диссертационной работы Кузьмина А.В. внедрены в учебный процесс путем использования в лекционных и лабораторных занятиях для студентов специальностей 060101 «Лечебное дело».

117. Директор Медицинского института

118. Заслуженный врач Российской Федерации/"} // /■д.м.н., профессор II///^J/ -^-"А.Н. Митрошин

119. РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПОДГОТОВКИ КОСМОНАВТОВ имени Ю. А. ГАГАРИНА141160. Звездный городок Московская областьь JW9tf.»

120. Тел [phone] Факс [phone]. JL2001. Л.1. УТВЕРЖДАЮ»

121. В разработанной системе визуализации полета применяются методики отображения графических объектов, предложенные Кузьминым А.В. в своей диссертационной работе.

122. Предварительная опытная эксплуатация разработанной системы визуализации полета показала, что методики, предлагаемые в диссертационной работе Кузьмина А.В., позволяют повысить эффективность визуального представления полетной информации.

123. Заместитель начальника 1 управления по научно-исследовательской и испытательной работе кандидат технических wavio1. Начальник отдела1. А. Ядренцев1. А. Шуров

124. Старший научный сотрудник кандида1. Э. Степанов