【摘要】：目的:本研究旨在自主研發(fā)適用于口腔顱頜面外科的虛擬手術(shù)軟件,并初步進(jìn)行臨床應(yīng)用及精度驗(yàn)證。所創(chuàng)建的虛擬手術(shù)軟件能整合于外科機(jī)器人系統(tǒng)中,并對本系列研究中已有的口腔顱頜面外科機(jī)器人進(jìn)行精確有效的操作控制。方法:基于微軟Visual Studio 2015軟件及VTK7.1.1軟件工具包的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的口腔顱頜面外科虛擬手術(shù)軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì),針對該軟件選取臨床病例進(jìn)行臨床功能實(shí)現(xiàn),并與本領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的商業(yè)化虛擬手術(shù)軟件SimPlant進(jìn)行對比精度驗(yàn)證。結(jié)果:本研究建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的口腔顱頜面外科機(jī)器人虛擬手術(shù)軟件CMF Robot Plan;并經(jīng)臨床病例驗(yàn)證,證實(shí)該軟件對虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)及規(guī)劃具有可行性;自主創(chuàng)建的虛擬手術(shù)軟件與主流商業(yè)化虛擬手術(shù)軟件進(jìn)行線距和角度測量的比較,測量數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS進(jìn)行Bland-Altman分析:線距和角度測量的誤差分析圖可見基本上所有的點(diǎn)都在95%的一致線內(nèi)。進(jìn)一步計(jì)算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC,得出線距統(tǒng)計(jì)量為0.994、角度統(tǒng)計(jì)量為0.987,兩組統(tǒng)計(jì)量均大于0.75。結(jié)論:1.具有自主知識產(chǎn)權(quán)的虛擬手術(shù)軟件,經(jīng)臨床病例驗(yàn)證基本可以實(shí)現(xiàn)口腔顱頜面外科常見手術(shù)的虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)及規(guī)劃。2.選取臨床病例與主流商用化虛擬手術(shù)軟件SimPlant在線距和角度的測量進(jìn)行對比精度驗(yàn)證,統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明CMF Robot Plan與SimPlant在線距和角度的測量上兩者一致性較好。3.基于所建立的具有自主知識產(chǎn)權(quán)、源代碼開放的虛擬手術(shù)軟件,能與口腔顱頜面外科機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊連接,為實(shí)現(xiàn)外科機(jī)器人安全與精確的控制奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 : 軟 件 系 統(tǒng) ； 基 于 Visual Studio 2015 （ Microsoft 7.1.1[visualization toolkit 一個(gè)開放源碼，跨平臺、支持并行處理（用于處乎 1 個(gè) Petabyte 的資料，其平臺為美國 Los Alamos 國家實(shí)驗(yàn)室所有的具理器之大型系統(tǒng)）的圖形應(yīng)用函式庫]的虛擬手術(shù)軟件開發(fā)環(huán)境（圖 1）。開發(fā)環(huán)境的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括 CPU：Intel Core I5 Processor，CPU 主頻：2：500G 高速硬盤，內(nèi)存：4GB，顯卡：NVIDIA GTX920m，顯示器：1,操作系統(tǒng) windows7（64 位旗艦版）。

圖 2 虛擬手術(shù)軟構(gòu)架件主界面Figure 2.The main interface of virtual surgical planning software實(shí)驗(yàn)方法；在軟件構(gòu)架中建立三維坐標(biāo)系后（如圖 3 所示），本研究采用內(nèi)插算法獲得各向同性的三維體數(shù)據(jù)場[53]（如圖 4 所示），然后對該數(shù)據(jù)場采用三維高斯濾波方法進(jìn)行三維數(shù)據(jù)濾波，，然后采用動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置與種子區(qū)域生長算法（如圖5 所示），提取不同軟硬組織器官的體數(shù)據(jù)，再采用 Marching Cubes(MC) 面繪制算法生成相應(yīng)組織的三角面片模型[ 5 4 ]。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R782;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2626262