假肢是肢體殘疾患者可以正�；顒�(dòng)的重要工具,然而使用假肢的患者卻寥寥無幾,主要原因是假肢以人工制造為主,存在費(fèi)用高,制作周期長(zhǎng),且舒適性難以保證的問題。針對(duì)這些問題,本文以患者小腿殘肢為研究對(duì)象,提出了小腿假肢接受腔的設(shè)計(jì)方案,采用激光掃描、三維曲面重建、有限元分析以及3D打印技術(shù)進(jìn)行假肢接受腔的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作如下:（1）通過對(duì)殘肢結(jié)構(gòu)的研究以及殘肢承壓區(qū)域的劃分,明確了假肢接受腔設(shè)計(jì)的要求,提出了假肢接受腔的設(shè)計(jì)方案。（2）采用激光掃描方式獲取殘肢數(shù)據(jù),并進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)的預(yù)處理。去噪過程先采用統(tǒng)計(jì)濾波去除大尺度噪聲,再采用雙邊濾波去除小尺度噪聲。精簡(jiǎn)過程提出了改進(jìn)的精簡(jiǎn)算法,將點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)曲率分成平坦區(qū)域和突變區(qū)域,對(duì)平坦區(qū)域使用包圍盒精簡(jiǎn)法精簡(jiǎn),對(duì)突變區(qū)域使用曲率精簡(jiǎn)法精簡(jiǎn),其結(jié)果既保留了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征點(diǎn),又不會(huì)造成局部空洞。（3）研究了Delaunay三維曲面重建算法和泊松曲面重建算法,并提出了改進(jìn)的Delaunay三維曲面重建算法對(duì)殘肢進(jìn)行曲面重建,采用包圍盒法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割,再對(duì)每個(gè)包圍盒進(jìn)行局部Delaunay三維曲面重建以及曲面拼接,最后進(jìn)行孔洞填充。此算法... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

假肢結(jié)構(gòu)圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文31.2.2全接觸承重接受腔全接觸承重假肢接受腔（TSB型）為新型的現(xiàn)代假肢接受腔，適用于各種小腿殘疾患者。此接受腔分為內(nèi)外兩層，內(nèi)襯套以硅膠材料為主，與外殼貼合。外殼以聚乳酸為主，其前壁向上到髕骨下緣，兩側(cè)向上延伸到股骨內(nèi)外髁上緣，如圖1-2所示。此接受腔的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)全面接觸，承壓合理，有利于殘肢的血液循環(huán)。圖1-2全接觸式假肢Figure1-2Fullcontactprosthesis1.3傳統(tǒng)假肢接受腔制作方法分析傳統(tǒng)假肢接受腔制作方法是在人工對(duì)殘肢進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復(fù)的穿戴、測(cè)試和修改得到假肢接受腔。其工藝流程如圖1-3所示。（1）測(cè)量尺寸。假肢制作人員先對(duì)患者殘肢進(jìn)行初步診斷，評(píng)估患者的身體和精神狀況，再對(duì)殘肢患者殘肢的形狀、長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并記錄。（2）殘肢取型。對(duì)殘肢進(jìn)行標(biāo)記，再通過石膏纏繞殘端的方式并施加一定的壓力到標(biāo)記處，從而獲得陰模。（3）陽(yáng)模修型。將石膏漿灌入陰模，對(duì)其冷卻凝固就可以得到陽(yáng)模，假肢制作人員再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)使用砂紙、石膏調(diào)刀等工具對(duì)陽(yáng)模進(jìn)行修改。（4）調(diào)試。根據(jù)修型后的陽(yáng)�？梢灾谱鞒雠R時(shí)的接受腔，將此接受腔交給殘疾患者試戴，并根據(jù)患者反饋進(jìn)行調(diào)試。（5）制作。調(diào)試完成后，使用樹脂材料通過真空冷卻定型將接受腔制作出來，再對(duì)其進(jìn)行光滑處理，最后讓患者試戴，若患者感覺不適則需要繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行修型，直至患者滿意為止。

小腿假肢接受腔的設(shè)計(jì)及算法研究4圖1-3傳統(tǒng)假肢制作流程圖Figure1-3Flowchartoftraditionalprosthesis傳統(tǒng)假肢接受腔制作方法使用較為廣泛，但是仍然存在一些問題。在測(cè)量尺寸階段，殘肢信息精度不高，且殘肢形狀數(shù)據(jù)不容易保存；在修型過程中，會(huì)生產(chǎn)多個(gè)不滿足條件的接受腔模型，增加了制造成本和制造周期；制作完全手工，難以配置出完全符合要求的接受腔，且接受腔只能根據(jù)制作人員的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行修型，不能保證其舒適度。1.4國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.4.1假肢制造發(fā)展現(xiàn)狀隨著醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)步，假肢制造技術(shù)成為一門現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與機(jī)械、自動(dòng)化等科學(xué)相結(jié)合的跨領(lǐng)域?qū)W科，并得到了較好的發(fā)展。假肢接受腔作為假肢的重要組成部件，接受腔的質(zhì)量直接影響假肢使用的效果，故假肢接受腔的設(shè)計(jì)和制造是假肢制造技術(shù)的研究重點(diǎn)。加拿大的吉米福特提出了通過掃描技術(shù)得到殘肢數(shù)據(jù)，再利用數(shù)控車床制造假肢接受腔的方法，此方法省去了陰模制造的過程，加快了假肢制作的速度。R.Torres-Moreno[1]等人提出了根據(jù)殘肢長(zhǎng)度、骨骼結(jié)構(gòu)和組織腫塊建立假肢接受

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全接觸小腿假肢接受腔的智能制造方案研究[J]. 馮曉華,吳曉,楊海艷.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2019(04)
[2]三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)算法[J]. 黃曉銘,楊劍,陳輝.  吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(05)
[3]基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的逆向工程技術(shù)研究綜述[J]. 王鑫龍,孫文磊,張建杰,黃勇,黃海博.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2018(02)
[4]一種散亂點(diǎn)云的均勻精簡(jiǎn)算法[J]. 李仁忠,楊曼,劉陽(yáng)陽(yáng),張緩緩.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[5]點(diǎn)云模型的噪聲分類去噪算法[J]. 李鵬飛,吳海娥,景軍鋒,李仁忠.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(20)
[6]基于NURBS曲面插值的船體曲面重構(gòu)[J]. 錢宏,劉敏,賀慶,劉朕明,榮煥宗.  中國(guó)造船. 2016(01)
[7]3D打印技術(shù)過程控制問題研究進(jìn)展[J]. 李軒,莫紅,李雙雙,王飛躍.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(07)
[8]基于噪聲分類的雙邊濾波點(diǎn)云去噪算法[J]. 袁華,龐建鏗,莫建文.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(08)
[9]一種基于映射法的散亂點(diǎn)云Delaunay三角剖分算法[J]. 李鳳霞,劉詠梅,王曉哲,饒永輝.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(03)
[10]基于逐點(diǎn)插入法的Delaunay三角網(wǎng)快速生成算法[J]. 王龍浩,王解先.  工程勘察. 2013(10)

博士論文
[1]下肢假肢接受腔生物力學(xué)評(píng)價(jià)及CAE技術(shù)研究[D]. 蒲放.四川大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于泊松分布K-means聚類的點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法[D]. 唐澤宇.太原理工大學(xué) 2019
[2]基于三維重建技術(shù)的個(gè)性化假肢接受腔設(shè)計(jì)及研究[D]. 王曉輝.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2019
[3]三維點(diǎn)云重建中的去噪算法研究[D]. 劉靜靜.北京交通大學(xué) 2019
[4]三維激光掃描數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)、表面重構(gòu)方法及應(yīng)用研究[D]. 段志鑫.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[5]基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的大型復(fù)雜曲面重建方法研究[D]. 宋瑞.電子科技大學(xué) 2019
[6]基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理算法研究[D]. 俞浩.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[7]基于Catmull-Clark細(xì)分的曲面造型與等距技術(shù)研究[D]. 王啟宇.南昌大學(xué) 2019
[8]基于散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳思環(huán).中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所) 2018
[9]散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維重建方法研究[D]. 殷志峰.太原理工大學(xué) 2018
[10]泊松隱式曲面重建算法及其并行化研究[D]. 劉濤.中北大學(xué) 2018



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