本文關(guān)鍵詞：基于CT圖像股骨骨折個(gè)體化固定鋼板數(shù)字設(shè)計(jì)及仿真研究

  更多相關(guān)文章： CT圖像 Mimics10.0 三維重建 個(gè)體化 仿真分析

【摘要】：逆向工程是一門新興的技術(shù),目前被廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。這種全新的技術(shù)可以降低企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的成本與風(fēng)險(xiǎn),縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。 逆向工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助斷層掃描技術(shù)相結(jié)合,將獲取的局部斷層掃描數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)重建人體三維模型,以供臨床診斷和病理分析。本文結(jié)合Mimics10.0軟件,逆向工程技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué),對(duì)股骨骨折標(biāo)準(zhǔn)固定鋼板的的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究,提出一種基于人體股骨表面形貌的個(gè)體化固定鋼板設(shè)計(jì)思想和固定方案,在Solidworks2010中完成股骨及固定鋼板建模和虛擬裝配,并在Ansys12.0中進(jìn)行靜力學(xué)有限元仿真對(duì)比分析。 本文研究的主要內(nèi)容： (1)對(duì)數(shù)字圖像中的各種前期預(yù)處理方法,例如圖像灰度化、圖像去噪聲、圖像分割等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,比較各種算法的優(yōu)劣,提出了針對(duì)CT圖像的前期預(yù)處理方法的基本觀點(diǎn)。 (2)利用醫(yī)學(xué)工程軟件Mimics10.01完成股骨骨折部分的三維數(shù)字化模型重建,建立了符合人體解剖學(xué)基礎(chǔ)特征的股骨三維模型。 (3)依據(jù)股骨三維數(shù)字化模型,在Solidworks2010中完成標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)體化固定鋼板的設(shè)計(jì),并對(duì)兩種不同類型的固定鋼板進(jìn)行了形態(tài)學(xué)特征上的比較、分析。最后在Solidworks2010中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)體化固定鋼板模擬裝配。 (4)在對(duì)人體正常步態(tài)時(shí)膝關(guān)節(jié)的受力情況研究之后,建立了本文的力學(xué)模型,并導(dǎo)入至Ansys12.0中進(jìn)行靜力學(xué)求解,然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,比較兩種不同鋼板的的優(yōu)缺點(diǎn)。 研究數(shù)據(jù)表明,個(gè)體化固定鋼板靜力學(xué)性能較標(biāo)準(zhǔn)化固定鋼板有較大提高,與股骨表面的匹配性好,貼合程度高,提高了患者的舒適度。該研究方法對(duì)骨外科手術(shù)具有一定的實(shí)際參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：CT圖像 Mimics10.0 三維重建 個(gè)體化 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R814.42;TP391.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致謝8-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 引言15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 第二章 相關(guān)理論綜述19-33
• 2.1 逆向工程19-21
• 2.1.1 逆向工程基本概念19
• 2.1.2 逆向工程的一般流程19-20
• 2.1.3 逆向工程關(guān)鍵技術(shù)20-21
• 2.2 數(shù)字圖像處理21-27
• 2.2.1 圖像的灰度增強(qiáng)21-22
• 2.2.2 圖像去噪聲22-24
• 2.2.3 圖像銳化24-25
• 2.2.4 閾值分割25-27
• 2.3 曲面重構(gòu)技術(shù)27-29
• 2.3.1 Bezier曲線、曲面27-28
• 2.3.2 非均勻有理B樣條28-29
• 2.4 Mimics10.0功能簡(jiǎn)介29-31
• 2.4.1 Mimics10.0簡(jiǎn)介29-30
• 2.4.2 Mimics的主要模塊簡(jiǎn)介30-31
• 2.4.3 Mimics中三維重建一般流程31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 CT數(shù)據(jù)獲取及股骨三維模型重構(gòu)33-45
• 3.1 CT數(shù)據(jù)來(lái)源與導(dǎo)入33-34
• 3.2 股骨CT圖像處理34-39
• 3.2.1 圖像灰度化處理35-36
• 3.2.2 銳化處理與去噪聲36-37
• 3.2.3 圖像分割37-39
• 3.3 輪廓線提取39-40
• 3.4 股骨曲面擬合40-43
• 3.4.1 面繪制概述40-41
• 3.4.2 股骨模型重建41-43
• 3.5 股骨面體轉(zhuǎn)換43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 固定鋼板數(shù)字化設(shè)計(jì)45-53
• 4.1 標(biāo)準(zhǔn)化固定鋼板45-48
• 4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化固定鋼板概念45
• 4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)化固定鋼板建模45-48
• 4.2 個(gè)體化固定鋼板48-52
• 4.2.1 個(gè)體化固定鋼板概念48
• 4.2.2 股骨個(gè)體化固定鋼板建模48-52
• 4.3 個(gè)體化與標(biāo)準(zhǔn)化固定鋼板對(duì)比分析52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 固定鋼板裝配與有限元仿真分析53-66
• 5.1 Ansys簡(jiǎn)介53-54
• 5.1.1 Ansys概述53
• 5.1.2 Ansys特點(diǎn)53
• 5.1.3 Ansys有限元分析步驟53-54
• 5.2 模擬裝配與檢測(cè)54-58
• 5.2.1 股骨定位打孔54-55
• 5.2.2 固定鋼板裝配55-58
• 5.2.3 裝配體檢查58
• 5.3 力學(xué)模型建立58-60
• 5.3.1 人體正常步態(tài)研究58
• 5.3.2 人體膝關(guān)節(jié)平步行走研究58-59
• 5.3.3 股骨力學(xué)模型建立59-60
• 5.4 定義材料屬性60-61
• 5.5 裝配體網(wǎng)格化61-62
• 5.6 靜力學(xué)分析求解62-65
• 5.6.1 載荷與邊界條件62-63
• 5.6.2 結(jié)果及分析63-65
• 5.7 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高興軍,趙恒華;大型通用有限元分析軟件ANSYS簡(jiǎn)介[J];遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

2 張學(xué)棟;孫寧;;反求工程過(guò)程中基于NUBRS理論的輪廓光滑處理[J];裝備制造技術(shù);2010年04期

3 田紅鵬;馬苗;;灰色關(guān)聯(lián)分析在工程圖紙除噪預(yù)處理中的應(yīng)用研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2007年04期

4 張建宏;盧章平;;基于CT圖像的個(gè)性化人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)與制造研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2007年03期

5 紀(jì)鳳欣,秦緒佳,袁野,歐宗瑛;一種基于CT圖像反求技術(shù)的實(shí)體幾何造型方法[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2002年01期

6 王西十,白瑞蒲;關(guān)于人膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀[J];力學(xué)進(jìn)展;1999年02期

7 葉銘,于力牛,王成燾;目標(biāo)組織輪廓的三次非均勻B樣條逼近[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

8 歐飛;段世均;張金鴿;鞏哈伲;田衛(wèi)東;湯煒;;顱頜面部畸形個(gè)體數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的臨床應(yīng)用[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2010年22期

9 周霞;趙華福;周燁;萬(wàn)磊;張宏斌;王捷;;基于CT圖像建立的小兒樞椎齒狀突病理性骨折三維數(shù)字化模型[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2011年35期

10 譚珂,郭光友,王大君,王勇軍,吳鵬;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在鼻腔鏡手術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2001年S2期

，

本文編號(hào)：979995