發(fā)布時(shí)間：2021-01-28 18:13

　　椎弓根螺釘內(nèi)固定是治療脊柱各種病變的重要手段。但當(dāng)前該類型的手術(shù)方案制定方式無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜的臨床環(huán)境與高風(fēng)險(xiǎn)控制需求。計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精確的手術(shù)模擬以及手術(shù)方案設(shè)計(jì),從而提高手術(shù)的準(zhǔn)確性與成功率。因此,借助體可視化技術(shù)重建出高質(zhì)量的三維模型,并設(shè)計(jì)具有良好交互性能的系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)安全、個(gè)性化的手術(shù)規(guī)劃目的,具有極為重要的研究意義與應(yīng)用價(jià)值。本文面向椎弓根螺釘植入手術(shù)的需求,圍繞實(shí)現(xiàn)個(gè)性化手術(shù)方案的精確設(shè)計(jì)這一主題,深入研究和探討計(jì)算機(jī)輔助椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)設(shè)計(jì)過程中涉及的圖像處理算法、體可視化技術(shù)、模型交互仿真技術(shù)及快速成型技術(shù),取得了以下成果:1.為滿足脊柱側(cè)凸三維評(píng)估分析的需求,同時(shí)為計(jì)算機(jī)輔助椎弓根螺釘植入手術(shù)設(shè)計(jì)做好鋪墊,提出了一種基于MC面繪制的脊椎骨塊分離處理方法。首先介紹了MC算法的原理與實(shí)現(xiàn)方法,然后結(jié)合MC面繪制的實(shí)現(xiàn)過程,提出了體素級(jí)的脊椎骨切割方式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)脊椎骨的快速粗分割。最后對(duì)三維醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)的連通性進(jìn)行討論,并基于分割標(biāo)記技術(shù)創(chuàng)新性地提出像素擦除的可視化交互手段,應(yīng)用該手段可以精確地擦除目標(biāo)脊椎骨間隙處的非感興趣組織,實(shí)現(xiàn)椎骨的精細(xì)分割。2.為... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本課題的總體思路示意圖

圖 2-4 二維高斯核函數(shù)曲面像中每一點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)鄰域內(nèi)某種結(jié)構(gòu)的滑中值。經(jīng)過中值濾波處理后，圖像之中噪聲尺寸小于濾,38]。二維中值濾波輸出如式(2-5)所示。1 0g ( x, y ) med {g ( x k , y l ), k , l W }圖像，1g ( x, y )為濾波處理后的圖像，W 為選定的二維量小，運(yùn)算過程簡(jiǎn)單，且濾波速度快，對(duì)于脈沖干擾和像的邊緣細(xì)節(jié)會(huì)因?yàn)榕判蜻^程中被破壞圖像空間結(jié)構(gòu)與的目標(biāo)組織的邊緣輪廓信息對(duì)于后續(xù)的三維重建有著往還會(huì)帶來(lái)圖像分割的誤差，因此在醫(yī)學(xué)圖像的濾波處

一個(gè)種子點(diǎn)的規(guī)則進(jìn)行選取，根據(jù)需要提取的區(qū)域數(shù)量確定種子點(diǎn)的個(gè)數(shù)。此外區(qū)長(zhǎng)的效果容易受到噪聲的干擾，本質(zhì)上屬于同一個(gè)區(qū)域的像素之間假設(shè)存在噪聲會(huì)域增長(zhǎng)的最終結(jié)果帶來(lái)孔狀甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)一致性的增長(zhǎng)效果。因此在區(qū)域增長(zhǎng)操作，應(yīng)該先對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理。針對(duì)人體脊柱 CT 斷層圖像，按順序經(jīng)過高斯濾波、閾值分割以及區(qū)域增長(zhǎng)處理剔除圖像中存在的噪聲與孤立點(diǎn)，提取脊柱部分的數(shù)據(jù)，完成三維重建前必不可少維圖像序列處理。.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析本章采用某脊柱側(cè)彎畸形患者的 CT 切片圖像序列作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過解碼 DIC式 CT 圖像，可得圖片信息：Row=512，Column=512，Pixel Spacing=0.449mm，Shickness=1.5mm。手術(shù)前 X 線檢查結(jié)果如圖 2-5 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于可視化交互的計(jì)算機(jī)輔助椎弓根螺釘植入系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李麗玲,李彬,丁煥文,田聯(lián)房.  生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2016(04)
[2]3D打印技術(shù)應(yīng)用于脊柱個(gè)性化椎體定制的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 夏曉龍,陳揚(yáng),邱奕雁,楊欣建,張偉彬,楊澤雨.  中國(guó)骨與關(guān)節(jié)損傷雜志. 2016(03)
[3]醫(yī)學(xué)圖像分割及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 江貴平,秦文健,周壽軍,王昌淼.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2015(06)
[4]計(jì)算機(jī)導(dǎo)航引導(dǎo)下脊柱后路椎弓根螺釘置入內(nèi)固定:準(zhǔn)確性及安全性[J]. 陳曉明,肖增明,宗少暉,陳前芬.  中國(guó)組織工程研究. 2015(13)
[5]人體器官3D打印的最新進(jìn)展[J]. 王鎵垠,柴磊,劉利彪,趙欣如,許雨帆,周新偉,張偉明,王小紅.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[6]髓內(nèi)釘及骨科植入材料的研究進(jìn)展[J]. 郈秀菊,王曉晨,周初之,鄒坤龍,李文明,李紅梅.  生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2013(04)
[7]交互式醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)模擬脊柱矯形的臨床應(yīng)用[J]. 楊慶磊,楊進(jìn)城,尹慶水,馬向陽(yáng),夏虹.  中國(guó)矯形外科雜志. 2013(19)
[8]基于MC算法的高質(zhì)量脊柱CT圖像三維重建[J]. 許婉露,李彬,田聯(lián)房.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2013(06)
[9]計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)在脊柱外科手術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 郭乃銘,周躍.  中國(guó)矯形外科雜志. 2013(08)
[10]基于MC算法的CT序列圖像快速成型文件生成方法[J]. 王新德,李彬,田聯(lián)房.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2012(08)

博士論文
[1]醫(yī)學(xué)圖像分割方法研究及其應(yīng)用[D]. 鄭倩.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[2]數(shù)字化技術(shù)在脊柱骨折椎弓根螺釘置入中的基礎(chǔ)研究與臨床評(píng)價(jià)[D]. 王洪偉.第三軍醫(yī)大學(xué) 2013
[3]三維適形放射治療計(jì)劃中的三維可視化技術(shù)研究[D]. 李彬.華南理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于體可視化的計(jì)算機(jī)輔助脊柱矯形系統(tǒng)研究[D]. 劉建平.華南理工大學(xué) 2015
[2]三維體數(shù)據(jù)興趣區(qū)域提取技術(shù)及其應(yīng)用的研究[D]. 侯忠民.吉林大學(xué) 2014
[3]三維脊椎模型特征點(diǎn)標(biāo)注的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 韓霜.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]基于CT的椎骨組織分離與碰撞檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 姚沛延.西北大學(xué) 2009
[5]“虛擬中國(guó)人男一號(hào)”腦部體數(shù)據(jù)任意切面繪制[D]. 熊小飛.華中科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3005450