基于CBCT影像與雙目視覺技術(shù)的顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)可視化系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-17 10:27
本課題所研究的顳下頜關(guān)節(jié)雖然非常小,但是復(fù)雜程度非常高,影響著人們?nèi)粘5膹埧谶\(yùn)動(dòng),如咀嚼、說話等功能均與顳下頜關(guān)節(jié)緊密相關(guān),顳下頜關(guān)節(jié)異常引起的相關(guān)口腔功能障礙也會(huì)引起越來越多人們的重視。因此,對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行研究具有十分重要的意義。本文基于雙目視覺技術(shù)獲取下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),并結(jié)合三維CBCT影像重建顳下頜關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)過程,并進(jìn)行可視化。在課題組前期研究成果的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)新的編碼標(biāo)記固定裝置,并自定義編碼標(biāo)記點(diǎn),由雙目視覺技術(shù)及圖像識(shí)別與檢測(cè)技術(shù)完成對(duì)編碼標(biāo)記的檢測(cè)和定位,重建編碼標(biāo)記中心的三維坐標(biāo)位置;使用三維區(qū)域生長算法完成對(duì)上、下頜骨的分割;結(jié)合剛體運(yùn)動(dòng)的原理,使用編碼標(biāo)記中心的三維坐標(biāo)計(jì)算頜骨運(yùn)動(dòng)矩陣,最后結(jié)合分割后的上、下頜骨數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)矩陣完成顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可視化。一般通過傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)或者髁突運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀獲得顳下頜關(guān)節(jié)的診斷數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像僅能觀察靜態(tài)的顳下頜關(guān)節(jié),髁突軌跡描記儀價(jià)格昂貴又操作復(fù)雜,且其也只能描記髁突運(yùn)動(dòng)的二維曲線,本文的顳下頜關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)可視化系統(tǒng),具有較高的精度和準(zhǔn)確性,為研究顳下頜關(guān)節(jié)疾病提供了新的思路,為診斷顳下頜關(guān)節(jié)疾病提供了新的...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)硬件與實(shí)施流程
2.1 系統(tǒng)硬件
2.1.1 雙目立體視覺平臺(tái)搭建
2.1.2 標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.1.3 標(biāo)記點(diǎn)固定裝置設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)實(shí)施流程
第三章 雙目立體視覺測(cè)量及其精度評(píng)估
3.1 雙目立體視覺模型與標(biāo)定
3.1.1 雙目立體視覺中的坐標(biāo)系
3.1.2 雙目立體視覺數(shù)學(xué)模型
3.1.3 雙目立體視覺標(biāo)定
3.2 雙目立體視覺測(cè)量原理
3.2.1 雙目立體校正
3.2.2 雙目立體視覺測(cè)量
3.3 本文系統(tǒng)雙目立體視覺平臺(tái)的測(cè)量精度
3.3.1 誤差來源與改進(jìn)措施
3.3.2 靜態(tài)測(cè)量精度
3.3.3 動(dòng)態(tài)測(cè)量精度
3.4 本章小結(jié)
第四章 編碼標(biāo)記的檢測(cè)與空間定位
4.1 編碼標(biāo)記的檢測(cè)
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 編碼標(biāo)記輪廓提取
4.1.3 編碼標(biāo)記識(shí)別
4.2 編碼標(biāo)記中心定位
4.2.1 編碼標(biāo)記中心的像素坐標(biāo)位置
4.2.2 編碼標(biāo)記中心的空間位置
4.3 實(shí)驗(yàn)及準(zhǔn)確性驗(yàn)證
4.3.1 運(yùn)動(dòng)編碼標(biāo)記中心的三維重建
4.3.2 編碼標(biāo)記檢測(cè)的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 運(yùn)動(dòng)頜骨重建與可視化
5.1 坐標(biāo)變換
5.1.1 CBCT坐標(biāo)系
5.1.2 坐標(biāo)系變換
5.1.3 編碼標(biāo)記中心坐標(biāo)變換
5.2 頜骨運(yùn)動(dòng)矩陣計(jì)算
5.3 上、下頜骨分割
5.3.1 基于Mevislab平臺(tái)的頜骨分割方法
5.3.2 基于區(qū)域生長算法的頜骨分割方法
5.4 運(yùn)動(dòng)頜骨重建
5.5 顳下頜關(guān)節(jié)可視化
5.5.1 體繪制
5.5.2 顳下頜關(guān)節(jié)可視化
5.6 口腔運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析與可視化結(jié)果
5.6.1 開閉口運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)分析
5.6.2 開閉口運(yùn)動(dòng)的可視化
5.6.3 其他口腔運(yùn)動(dòng)的可視化
5.7 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.1 系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)與模塊劃分
6.2 子模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.2.1 圖像采集與標(biāo)定模塊
6.2.2 坐標(biāo)系變換矩陣計(jì)算模塊
6.2.3 運(yùn)動(dòng)矩陣計(jì)算模塊
6.2.4 三維頜骨分割模塊
6.2.5 頜骨運(yùn)動(dòng)可視化模塊
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維動(dòng)態(tài)區(qū)域生長算法的肝臟自動(dòng)分割[J]. 仇清濤,段敬豪,鞏貫忠,李登旺,尹勇. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2017(07)
[2]光學(xué)在船模運(yùn)動(dòng)跟蹤中的應(yīng)用[J]. 趙亞麗. 艦船科學(xué)技術(shù). 2017(10)
[3]棋盤格圖像角點(diǎn)坐標(biāo)亞像素提取方法[J]. 劉俊杰,謝春利,王娟. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(S1)
[4]基于動(dòng)態(tài)自適應(yīng)區(qū)域生長的肝臟CT圖像腫瘤分割算法[J]. 宋紅,王勇,黃小川,李佳佳,張春萌. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]環(huán)狀編碼標(biāo)記點(diǎn)的檢測(cè)與識(shí)別[J]. 宋麗梅,陳昌曼,陳卓,覃名翠,李大鵬. 光學(xué)精密工程. 2013(12)
[6]視覺測(cè)量中可糾錯(cuò)的編碼點(diǎn)識(shí)別及提取[J]. 楊劍,韓建棟,秦品樂. 光學(xué)精密工程. 2012(10)
[7]一種數(shù)字編碼圖像識(shí)別方法的研究與應(yīng)用[J]. 丁俊健,邱術(shù)芹. 科技資訊. 2011(29)
[8]下頜開閉口運(yùn)動(dòng)的三維數(shù)字化虛擬還原[J]. 王輝,劉陽,趙衛(wèi)東,焦培峰,歐陽鈞,黃文華,畢振宇. 中國臨床解剖學(xué)雜志. 2011(05)
[9]聯(lián)合動(dòng)態(tài)MRI和下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀分析健康人開閉口時(shí)下頜運(yùn)動(dòng)軌跡特征[J]. 張松梅,張富強(qiáng),蘇凱,張志光. 口腔醫(yī)學(xué)研究. 2011(05)
[10]三維圖像顯示中的表面繪制與體繪制[J]. 李晶,阮興云,徐志榮,朱弋. 中國醫(yī)學(xué)裝備. 2009(03)
碩士論文
[1]基于雙目視覺的醫(yī)療器械三維模型及可視化研究[D]. 喻海中.上海理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3441606
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)硬件與實(shí)施流程
2.1 系統(tǒng)硬件
2.1.1 雙目立體視覺平臺(tái)搭建
2.1.2 標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.1.3 標(biāo)記點(diǎn)固定裝置設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)實(shí)施流程
第三章 雙目立體視覺測(cè)量及其精度評(píng)估
3.1 雙目立體視覺模型與標(biāo)定
3.1.1 雙目立體視覺中的坐標(biāo)系
3.1.2 雙目立體視覺數(shù)學(xué)模型
3.1.3 雙目立體視覺標(biāo)定
3.2 雙目立體視覺測(cè)量原理
3.2.1 雙目立體校正
3.2.2 雙目立體視覺測(cè)量
3.3 本文系統(tǒng)雙目立體視覺平臺(tái)的測(cè)量精度
3.3.1 誤差來源與改進(jìn)措施
3.3.2 靜態(tài)測(cè)量精度
3.3.3 動(dòng)態(tài)測(cè)量精度
3.4 本章小結(jié)
第四章 編碼標(biāo)記的檢測(cè)與空間定位
4.1 編碼標(biāo)記的檢測(cè)
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 編碼標(biāo)記輪廓提取
4.1.3 編碼標(biāo)記識(shí)別
4.2 編碼標(biāo)記中心定位
4.2.1 編碼標(biāo)記中心的像素坐標(biāo)位置
4.2.2 編碼標(biāo)記中心的空間位置
4.3 實(shí)驗(yàn)及準(zhǔn)確性驗(yàn)證
4.3.1 運(yùn)動(dòng)編碼標(biāo)記中心的三維重建
4.3.2 編碼標(biāo)記檢測(cè)的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 運(yùn)動(dòng)頜骨重建與可視化
5.1 坐標(biāo)變換
5.1.1 CBCT坐標(biāo)系
5.1.2 坐標(biāo)系變換
5.1.3 編碼標(biāo)記中心坐標(biāo)變換
5.2 頜骨運(yùn)動(dòng)矩陣計(jì)算
5.3 上、下頜骨分割
5.3.1 基于Mevislab平臺(tái)的頜骨分割方法
5.3.2 基于區(qū)域生長算法的頜骨分割方法
5.4 運(yùn)動(dòng)頜骨重建
5.5 顳下頜關(guān)節(jié)可視化
5.5.1 體繪制
5.5.2 顳下頜關(guān)節(jié)可視化
5.6 口腔運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析與可視化結(jié)果
5.6.1 開閉口運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)分析
5.6.2 開閉口運(yùn)動(dòng)的可視化
5.6.3 其他口腔運(yùn)動(dòng)的可視化
5.7 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.1 系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)與模塊劃分
6.2 子模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.2.1 圖像采集與標(biāo)定模塊
6.2.2 坐標(biāo)系變換矩陣計(jì)算模塊
6.2.3 運(yùn)動(dòng)矩陣計(jì)算模塊
6.2.4 三維頜骨分割模塊
6.2.5 頜骨運(yùn)動(dòng)可視化模塊
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維動(dòng)態(tài)區(qū)域生長算法的肝臟自動(dòng)分割[J]. 仇清濤,段敬豪,鞏貫忠,李登旺,尹勇. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2017(07)
[2]光學(xué)在船模運(yùn)動(dòng)跟蹤中的應(yīng)用[J]. 趙亞麗. 艦船科學(xué)技術(shù). 2017(10)
[3]棋盤格圖像角點(diǎn)坐標(biāo)亞像素提取方法[J]. 劉俊杰,謝春利,王娟. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(S1)
[4]基于動(dòng)態(tài)自適應(yīng)區(qū)域生長的肝臟CT圖像腫瘤分割算法[J]. 宋紅,王勇,黃小川,李佳佳,張春萌. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]環(huán)狀編碼標(biāo)記點(diǎn)的檢測(cè)與識(shí)別[J]. 宋麗梅,陳昌曼,陳卓,覃名翠,李大鵬. 光學(xué)精密工程. 2013(12)
[6]視覺測(cè)量中可糾錯(cuò)的編碼點(diǎn)識(shí)別及提取[J]. 楊劍,韓建棟,秦品樂. 光學(xué)精密工程. 2012(10)
[7]一種數(shù)字編碼圖像識(shí)別方法的研究與應(yīng)用[J]. 丁俊健,邱術(shù)芹. 科技資訊. 2011(29)
[8]下頜開閉口運(yùn)動(dòng)的三維數(shù)字化虛擬還原[J]. 王輝,劉陽,趙衛(wèi)東,焦培峰,歐陽鈞,黃文華,畢振宇. 中國臨床解剖學(xué)雜志. 2011(05)
[9]聯(lián)合動(dòng)態(tài)MRI和下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀分析健康人開閉口時(shí)下頜運(yùn)動(dòng)軌跡特征[J]. 張松梅,張富強(qiáng),蘇凱,張志光. 口腔醫(yī)學(xué)研究. 2011(05)
[10]三維圖像顯示中的表面繪制與體繪制[J]. 李晶,阮興云,徐志榮,朱弋. 中國醫(yī)學(xué)裝備. 2009(03)
碩士論文
[1]基于雙目視覺的醫(yī)療器械三維模型及可視化研究[D]. 喻海中.上海理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3441606
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