王寬全、袁永峰編著的《虛擬心髒建模與可視化
技術》繫統地介紹了虛擬心髒的基本概念，心肌細胞
、組織、電傳導繫統到整體器官的電生理建模與仿真
方
法，以及心髒的三維數據體繪制和可視化方法。內容
主要包括利用真實解剖及生物實驗數據集建立電生理
模
型、心室浦肯野氏纖維網絡的提取和重構、鈉離子通
道病的仿真和分析、心肌缺血與折返性室性心律失常
的關
繫、基於數據集的心髒可視化方法、可視化的實時性
、電生理數據集與心髒結構的融合等，並介紹了作者
團隊
開發的心髒可視化繫統。
本書的論述深入淺出，通俗易懂，突出理論，並
結合實踐，具有很強的實用性；同時有機融合了生物
學、生
理學、醫學、數學、計算機科學等多個學科的知識，
有助於多個學科的交叉和延伸。本書適合以上相關學
科的
本科高年級學生和研究生閱讀，也可供從事虛擬心髒
研究、生物繫統的建模仿真與可視化方面研究的科研
人
員參考使用。

第1章 緒論
1.1 虛擬心髒研究的意義
1.2 虛擬心髒建模與仿真研究現狀
1.2.1 解剖與力學模型
1.2.2 電生理模型
1.2.3 新陳代謝模型
1.3 虛擬心髒建模相關計算科學問題的研究現狀
1.3.1 虛擬心髒建模與數值計算
1.3.2 虛擬心髒建模與並行計算
1.3.3 虛擬心髒建模與數據可視化
1.4 虛擬心髒研究的未來發展趨勢
1.4.1 臨床診斷的應用
1.4.2 藥物研制的應用
1.4.3 虛擬心髒外科手術的應用
本章參考文獻
第2章 心髒生理學基礎與建模原理
2.1 引言
2.2 心肌細胞與組織
2.2.1 解剖與力學模型
2.2.2 心肌組織
2.3 心髒解剖結構
2.3.1 心髒位置與形態
2.3.2 心髒解剖結構
2.4 心髒電生理基礎
2.4.1 離子通道與細胞動作電位的關繫
2.4.2 心髒電傳導繫統與心電圖的關繫
2.5 心髒從細胞到器官建模的基礎理論
2.5.1 離子通道模型
2.5.2 心肌細胞模型
2.5.3 多細胞組織模型
2.5.4 心電圖仿真
本章參考文獻
第3章 心室電傳導繫統建模研究
3.1 引言
3.2 希氏支束與浦肯野氏網絡三維構建
3.2.1 希氏支束與浦肯野氏網絡預處理
3.2.2 希氏支束與浦肯野氏網絡三維構建方法
3.2.3 希氏支束與浦肯野氏網絡模型結構比較
3.3 非均勻性心室組織三維建模
3.3.1 心肌纖維走向從笛卡兒坐標繫到球面坐標繫的變換
3.3.2 心肌纖維走向與心室組織非均勻性的關繫
3.3.3 基於心肌纖維走向的心室組織劃分方法
3.4 構建三維心室電傳導繫統計算模型
3.4.1 心室電興奮傳導繫統計算模型的建立
3.4.2 心室電傳導繫統仿真模型的計算方法
3.4.3 心室電傳導繫統計算模型的有效性
本章參考文獻
第4章 心室浦肯野繫統的三維重構方法研究
4.1 引言
4.1.1 浦肯野繫統數值重建研究綜述
4.1.2 數據來源
4.1.3 本章 研究內容及結構
4.2 基於方向域的浦肯野繫統提取
4.2.1 局部尺度和方向檢測模型
4.2.2 4D測地線
4.2.3 曲線網絡提取算法
4.2.4 實驗結果
4.3 基於LLE算法的浦肯野繫統的三維重構
4.3.1 LLE局部線性嵌入算法
4.3.2 左心室肌曲面到平面的映射方法
4.3.3 平面到曲面的重構
本章參考文獻
第5章 心髒鈉離子通道病建模與仿真研究
5.1 引言
5.2 溶血磷脂膽堿與鈉離子通道病
5.2.1 計算模型的建立
5.2.2 模型仿真分析方法
5.2.3 計算模型的仿真結果
5.2.4 仿真結果分析
5.2.5 仿真研究結論
5.3 E1784K基因變異與鈉離子通道病
5.3.1 計算模型建立
5.3.2 模型的分析方法
5.3.3 計算模型仿真結果
5.3.4 仿真結果分析
5.3.5 仿真研究結論
本章參考文獻
第6章 心肌缺血下折返性室性心律失常研究
6.1 引言
6.2 局部缺血下折返波研究
6.2.1 缺血模型的建立
6.2.2 數據預處理以及缺血區域設置
6.2.3 正常情況以及局部缺血情況下折返波仿真
6.3 心肌缺血ECG仿真及分析
6.3.1 心電圖的建立
6.3.2 缺血區域的設置
6.3.3 心肌缺血ECG仿真
6.3.4 仿真研究結論
6.4 全心缺血下折返波研究
6.4.1 單細胞模型
6.4.2 1D虛擬心室壁模型
6.4.3 2D理想幾何組織模型
6.4.4 仿真研究結論
本章參考文獻
第7章 虛擬心髒的可視化方法
7.1 引言
7.1.1 虛擬心髒可視化的目的、意義
7.1.2 虛擬心髒數據來源
7.1.3 可視化方法
7.2 基於虛擬心髒解剖數據的光線投射方法
7.3 虛擬心髒交互式傳遞函數設計
7.3.1 基於二維灰度一梯度直方圖的傳遞函數設計
7.3.2 基於二維LH直方圖的傳遞函數設計
7.4 虛擬心髒多模態繪制
7.4.1 歐氏距離變換
7.4.2 基於三維歐氏距離變換的加權合成
7.4.3 與視線相關的光線投射距離傳遞函數
7.4.4 p髒多模態模型繪制結果
7.5 虛擬心髒可視化繫統
7.5.1 繫統需求分析
7.5.2 繫統功能模塊劃分
7.5.3 繫統實現及測試
本章參考文獻
第8章 基於GPu的虛擬心髒可視化
8.1 基於GPU的虛擬心髒可視化方法
8.1.1 GPU技術概述
8.1.2 紋理切片繪制方法
8.1.3 基於Context-Preserving心髒解剖結構繪制方法
8.1.4 改進的Context-Preserving心髒解剖結構繪制方法
8.2 基於GPU的電生理仿真及仿真數據在線可視化
8.2.1 心室組織模型
8.2.2 數值求解方法
8.2.3 數據結構設計
8.2.4 電生理仿真程序流程
8.2.5 仿真計算核函數分解
8.2.6 核函數優化
8.3 虛擬心髒可視化繫統
8.3.1 開發背景
8.3.2 繫統需求分析
8.3.3 繫統概要設計
8.3.4 繫統詳細設計
8.3.5 繫統實現及測試
8.3.6 繫統貢獻與應用前景
本章參考文獻
名詞索引