膝關(guān)節(jié)的發(fā)病率是全身所有關(guān)節(jié)中最高的,很多膝部急、慢性損傷疾病均伴隨著膝積液的出現(xiàn),這些疾病嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,因此實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)早期疾病的預(yù)測(cè),有助于疾病的診斷和治療。生物阻抗膝關(guān)節(jié)積液檢測(cè),基于人體生理結(jié)構(gòu)、病理狀況與組織器官的電學(xué)特性具有高度相關(guān)性的原理,通過(guò)置于人體膝關(guān)節(jié)外表面的電極注入微小電流,檢測(cè)阻抗信號(hào),獲取膝關(guān)節(jié)積液水腫時(shí)相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息。本文針對(duì)膝關(guān)節(jié)生物阻抗檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題開展研究,構(gòu)建了一個(gè)膝關(guān)節(jié)近似人體模型,設(shè)計(jì)了膝關(guān)節(jié)阻抗檢測(cè)方法,并提出了一種膝關(guān)節(jié)積液嚴(yán)重程度分級(jí)算法。首先,研究了膝關(guān)節(jié)積液的發(fā)病機(jī)制和常見的引發(fā)積液的膝關(guān)節(jié)疾病,根據(jù)生物阻抗檢測(cè)技術(shù)的工作原理和健康人體組織的電學(xué)參數(shù),設(shè)計(jì)仿真和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。其次,依據(jù)膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu),利用人體下肢CT圖片,對(duì)仿真模型中所需構(gòu)建部位進(jìn)行選取、分割等操作,構(gòu)建了膝關(guān)節(jié)近似人體仿真模型。根據(jù)電磁場(chǎng)計(jì)算原理,模擬了不同積液狀況時(shí)膝關(guān)節(jié)阻抗的變化過(guò)程。仿真結(jié)果表明了積液嚴(yán)重程度不同和積液位置不同時(shí)的電勢(shì)分布狀態(tài),積液增多后各組織結(jié)構(gòu)的區(qū)域邊界逐漸模糊,隨著積液產(chǎn)生區(qū)域的移動(dòng),低電勢(shì)區(qū)域也會(huì)隨之發(fā)生移動(dòng)。設(shè)計(jì)了... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

膝關(guān)節(jié)股骨結(jié)構(gòu)

8第2章生物阻抗法膝關(guān)節(jié)積液檢測(cè)原理2.1膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)膝關(guān)節(jié)承受著較大的應(yīng)力，具有穩(wěn)定性和靈活性。在解剖學(xué)中[38]，膝關(guān)節(jié)主要由股骨遠(yuǎn)端內(nèi)外側(cè)髁，脛骨近端內(nèi)外側(cè)髁，腓骨小頭，髕骨，關(guān)節(jié)囊，滑膜，半月板，韌帶及肌肉等組成。如圖2.1所示，參與組成的股骨遠(yuǎn)端有內(nèi)外兩個(gè)髁，兩髁的前、后面及下面為光滑關(guān)節(jié)面。介于內(nèi)外兩髁后面之間有一深窩，稱為髁間窩，髁間窩為十字韌帶形成一個(gè)通道。臨床上，髁間窩常因關(guān)節(jié)退變、骨質(zhì)增生而形成狹窄，使得交叉韌帶受傷，膝關(guān)節(jié)內(nèi)部產(chǎn)生積液，引發(fā)膝痛，日�；顒�(dòng)嚴(yán)重受限。由于股骨的作用，可以避免膝關(guān)節(jié)的過(guò)度拉伸和折疊。圖2.1膝關(guān)節(jié)股骨結(jié)構(gòu)Fig.2.1Femurstructureofthekneejoint參與構(gòu)成膝關(guān)節(jié)的脛骨近端如圖2.2所示，其兩側(cè)向內(nèi)外突出，分別稱為內(nèi)側(cè)髁與外側(cè)髁，脛骨內(nèi)外兩髁的松質(zhì)多，密質(zhì)少，膝關(guān)節(jié)內(nèi)的骨折多發(fā)生于此，臨床常見于脛骨平臺(tái)骨折。當(dāng)膝關(guān)節(jié)被強(qiáng)制向外過(guò)度延伸，和向內(nèi)過(guò)度收縮時(shí)，就會(huì)造成壓縮性骨折或撕裂性損傷。這種損傷發(fā)生后，膝關(guān)節(jié)伴明顯外傷、關(guān)節(jié)腫脹、變形等癥狀。股骨的尖端關(guān)節(jié)表面和脛骨凹陷的關(guān)節(jié)表面彼此契合，因此膝關(guān)節(jié)可以進(jìn)行伸展和屈曲。圖2.2膝關(guān)節(jié)脛骨結(jié)構(gòu)Fig.2.2Tibiastructureofthekneejoint沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

第2章生物阻抗法膝關(guān)節(jié)積液檢測(cè)原理9髕骨整體呈現(xiàn)出三角形扁平狀，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示，處于膝關(guān)節(jié)的股四頭肌肌腱之中，因其位于身體淺層，易在碰撞或打擊等狀況下發(fā)生髕骨骨折。髕骨關(guān)節(jié)面被軟骨覆蓋，覆蓋的軟骨可以分散髕骨所承受的強(qiáng)大關(guān)節(jié)壓力，當(dāng)人體劇烈運(yùn)動(dòng)，膝關(guān)節(jié)過(guò)度屈伸時(shí)，髕骨位置可能產(chǎn)生異常，增加軟骨的摩擦，使其發(fā)生變性，引發(fā)髕股軟骨軟化癥。腓骨只有上端參與膝關(guān)節(jié)構(gòu)成，稱這部分為腓骨小頭，其關(guān)節(jié)面和脛骨外側(cè)關(guān)節(jié)面相契合，可對(duì)膝關(guān)節(jié)起輔助、支持作用。腓骨小頭上端向上突起，稱腓骨莖突。腓骨小頭內(nèi)部的松質(zhì)比較多，較易發(fā)生骨折。股骨，脛骨，腓骨以及髕骨是支撐膝關(guān)節(jié)的重要生理結(jié)構(gòu)，并且在遭受碰撞等其它外在因素而造成損傷時(shí)，多會(huì)引發(fā)膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生積液，本文三維模型的重建中骨骼將作為重要的組成部分。圖2.3膝關(guān)節(jié)髕骨結(jié)構(gòu)Fig.2.3Metatarsalstructureofthekneejoint膝關(guān)節(jié)之所以能在保持關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的同時(shí)又活動(dòng)自由，是由于各部分韌帶，多種關(guān)節(jié)囊以及關(guān)節(jié)附近附著的肌腱的共同作用。各部分韌帶的主要作用為從不同角度對(duì)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行加固增加其穩(wěn)定性，同時(shí)也防止膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程種發(fā)生過(guò)度屈伸的情況。除韌帶外，脛股關(guān)節(jié)中間內(nèi)側(cè)和外側(cè)的兩塊半月板也對(duì)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性起到了增強(qiáng)的作用。本文主要進(jìn)行生物電磁學(xué)研究，不涉及生物力學(xué)知識(shí)，因此對(duì)于韌帶和半月板的仿真不作為研究?jī)?nèi)容。膝關(guān)節(jié)附近的肌群可按照功能作用分為屈肌群和伸肌群兩種，具體結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。其中屈肌群包括腓腸肌，半膜肌，半腱肌，股二頭肌，腘肌，股薄肌，縫匠肌等。屈肌群的功能主要為近固定時(shí)（定點(diǎn)相對(duì)固定），使膝關(guān)節(jié)發(fā)生彎曲和外旋，伸直髖關(guān)節(jié)。遠(yuǎn)固定時(shí)（動(dòng)點(diǎn)相對(duì)固定），肌肉發(fā)生收縮，使大腿在膝關(guān)節(jié)處發(fā)生彎曲，當(dāng)小?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于生物阻抗的膝部積液量仿真與測(cè)量方法研究[J]. 柯麗,李雨寰,杜強(qiáng),呂海明,王岑.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2019(06)
[2]超聲與MRI鑒別診斷退行性膝關(guān)節(jié)炎與類風(fēng)濕性膝關(guān)節(jié)炎的價(jià)值[J]. 尚衛(wèi)國(guó),譚沛.  海南醫(yī)學(xué). 2019(18)
[3]溫針灸膝部六穴配合威伐光治療膝關(guān)節(jié)積液的肌骨超聲觀察[J]. 李宏媛,武揚(yáng),趙保東.  亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥. 2019(07)
[4]生物電阻抗測(cè)量技術(shù)臨床應(yīng)用與研究進(jìn)展[J]. 勞期迎,曹殿青.  中國(guó)處方藥. 2019(02)
[5]生物電阻抗測(cè)試頻率對(duì)乳腺癌相關(guān)淋巴水腫定量評(píng)估的影響[J]. 徐泉,劉玉潔,潘鈺,鄭秀瑗,劉靜民,孫小花,鄒麗麗,馬麗娜,嚴(yán)紅松.  首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[6]高頻納秒脈沖串作用下皮膚腫瘤熱效應(yīng)的多參數(shù)有限元仿真與實(shí)驗(yàn)[J]. 米彥,彭文成,芮少琴,況東東,羅慶.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[7]基于云平臺(tái)的生物電阻抗分析檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 舒明雷,高天雷,單珂.  山東科學(xué). 2017(04)
[8]應(yīng)用生物電阻抗法評(píng)估血液透析患者殘余腎功能[J]. 黎曉磊,孔耀中,肖觀清,游璐,黃雪芳,李燕,陳春香.  實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志. 2015(05)
[9]骨性關(guān)節(jié)炎患者退變軟骨及滑膜組織中細(xì)胞因子的表達(dá)[J]. 張延輝,高春陽(yáng),李少華.  中國(guó)組織工程研究. 2013(37)
[10]乳腺癌術(shù)后淋巴水腫的測(cè)量和評(píng)估研究現(xiàn)狀[J]. 趙賽,孟繁潔.  中華護(hù)理雜志. 2013(06)

博士論文
[1]幾類具有不連續(xù)激勵(lì)函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的動(dòng)力學(xué)研究[D]. 王艷群.湖南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于多監(jiān)督信息的級(jí)聯(lián)全卷積人臉檢測(cè)算法[D]. 習(xí)洋洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3437676