發(fā)布時(shí)間：2016-06-15 20:06

  本文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2013年

計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

許婉露  

【摘要】：骨科疾病種類多、手術(shù)難度大，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)與醫(yī)學(xué)知識(shí)的計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)可有效輔助臨床手術(shù)，提高手術(shù)的安全性、成功率，并幫助骨科醫(yī)師順利解決了疑難病癥，是對(duì)傳統(tǒng)手術(shù)模式的重大革新。同時(shí)，數(shù)字化骨科手術(shù)作為新興技術(shù)，在提供異體骨與人工骨數(shù)字化模型、實(shí)現(xiàn)三維解剖模型參數(shù)測(cè)量、存儲(chǔ)并管理手術(shù)相關(guān)信息等方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。為更好的滿足骨科手術(shù)精度與安全要求，建立虛擬手術(shù)模擬、數(shù)字人全身骨骼模型庫(kù)、異體骨與人工骨數(shù)字化模型的計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)成為迫切需要。 本文面向骨科手術(shù)應(yīng)用要求，重點(diǎn)研究針對(duì)數(shù)字化骨骼模型構(gòu)建的數(shù)字化骨庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的三維模型重建、計(jì)算機(jī)輔助模擬技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)方案�；�于以上述研究方法，本文開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)。 具體取得的研究成果如下： 1實(shí)現(xiàn)數(shù)字化骨庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。探討數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成、框架及訪問(wèn)技術(shù)；于Visual C++平臺(tái)上采用ODBC技術(shù)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)結(jié)合骨科醫(yī)師要求設(shè)計(jì)應(yīng)用操作方案與具體界面；依據(jù)正常、異常人體骨骼信息構(gòu)建數(shù)字化骨骼模型庫(kù)。 2為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量三維模型重建，提出了基于保邊局部高斯濾波與三維區(qū)域增長(zhǎng)的改進(jìn)型MC算法。保邊局部高斯濾波去噪并增強(qiáng)邊緣，通過(guò)改變體素類型有效改善模型光滑度與結(jié)構(gòu)拓?fù)淦缌x問(wèn)題；三維區(qū)域增長(zhǎng)算法輔助閾值分割，降低重建碎片數(shù)目，提高重建效率。高質(zhì)量的三維重建為計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建打下基礎(chǔ)。 3計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)模擬方案設(shè)計(jì)與操作實(shí)現(xiàn)。利用最大投影密度MIP算法建立矢狀投影面，并實(shí)現(xiàn)投影面上二維測(cè)量；分析OpenGL圖形開(kāi)發(fā)平臺(tái)渲染流程并求取目標(biāo)點(diǎn)的三維精確坐標(biāo)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)空間幾何測(cè)量；討論切割平面與三角面片相交情況，，實(shí)現(xiàn)三維體切割算法；采用剛體配準(zhǔn)算法實(shí)現(xiàn)體切割后的配準(zhǔn)融合。 4基于上述研究成果，本文開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的整體框架、各功能模塊及其實(shí)現(xiàn)方法；以強(qiáng)直性脊柱炎為訓(xùn)練集進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)數(shù)字人全身骨骼系統(tǒng)數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)異體骨與人工骨模型的數(shù)字化骨庫(kù)，實(shí)現(xiàn)三維體切割、三維剛體配準(zhǔn)及幾何變換等模擬技術(shù)，滿足術(shù)前、術(shù)后的數(shù)據(jù)綜合處理要求。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP391.41;R687
【目錄】：

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