计算机辅助骨科手术系统关键技术研究

发布时间：2016-06-15 20:06

  本文关键词：计算机辅助骨科手术系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2013年

计算机辅助骨科手术系统关键技术研究

许婉露  

【摘要】：骨科疾病种类多、手术难度大，结合计算机技术、图像处理技术与医学知识的计算机辅助骨科手术系统可有效辅助临床手术，提高手术的安全性、成功率，并帮助骨科医师顺利解决了疑难病症，是对传统手术模式的重大革新。同时，数字化骨科手术作为新兴技术，在提供异体骨与人工骨数字化模型、实现三维解剖模型参数测量、存储并管理手术相关信息等方面独具优势。为更好的满足骨科手术精度与安全要求，建立虚拟手术模拟、数字人全身骨骼模型库、异体骨与人工骨数字化模型的计算机辅助骨科手术系统成为迫切需要。 本文面向骨科手术应用要求，重点研究针对数字化骨骼模型构建的数字化骨库系统设计、高质量的三维模型重建、计算机辅助模拟技术以及实现方案。基于以上述研究方法，本文开发了计算机辅助骨科手术系统。 具体取得的研究成果如下： 1实现数字化骨库系统设计。探讨数据库系统组成、框架及访问技术；于Visual C++平台上采用ODBC技术开发数据库，同时结合骨科医师要求设计应用操作方案与具体界面；依据正常、异常人体骨骼信息构建数字化骨骼模型库。 2为实现高质量三维模型重建，提出了基于保边局部高斯滤波与三维区域增长的改进型MC算法。保边局部高斯滤波去噪并增强边缘，通过改变体素类型有效改善模型光滑度与结构拓扑歧义问题；三维区域增长算法辅助阈值分割，降低重建碎片数目，提高重建效率。高质量的三维重建为计算机辅助骨科手术系统的构建打下基础。 3计算机辅助骨科手术模拟方案设计与操作实现。利用最大投影密度MIP算法建立矢状投影面，并实现投影面上二维测量；分析OpenGL图形开发平台渲染流程并求取目标点的三维精确坐标，据此实现空间几何测量；讨论切割平面与三角面片相交情况，，实现三维体切割算法；采用刚体配准算法实现体切割后的配准融合。 4基于上述研究成果，本文开发了计算机辅助骨科手术系统。详细介绍了系统的整体框架、各功能模块及其实现方法；以强直性脊柱炎为训练集进行系统测试，实现数字人全身骨骼系统数字化模型，实现异体骨与人工骨模型的数字化骨库，实现三维体切割、三维刚体配准及几何变换等模拟技术，满足术前、术后的数据综合处理要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.41;R687
【目录】：

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1 周胜军,刘凤军,蔡玉琴;计算机数据库管理在医学中的应用[J];北京生物医学工程;1998年02期

2 余锦华;汪源源;;基于各向异性扩散的图像降噪算法综述[J];电子测量与仪器学报;2011年02期

3 魏弘博,吕振肃,蒋田仔,刘新艳;图像分割技术纵览[J];甘肃科学学报;2004年02期

4 邓悟;邓波;廖灯彬;宁宁;;医学数据库应用的实践前景[J];华西医学;2009年03期

5 余伟巍;何飞;席平;;针对脊柱CT图像三维重构MC方法的改进[J];计算机工程与应用;2010年02期

6 吴薇;图像处理中的模糊技术[J];现代电子技术;2001年03期

7 赵金城,刘士新;计算机虚拟现实技术在现代医学中的应用[J];医疗装备;2001年04期

8 陈万福;;构建海量医学影像数据库的若干问题探讨[J];医学信息学杂志;2006年04期

9 冯星奎,肖兴明,尹洪君;方向加权中值滤波算法[J];中国图象图形学报;2000年07期

10 谢小棉,李树祥,江贵平,周猛;基于MC的医学三维等值面的平滑与归并[J];中国图象图形学报;2001年08期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 田沄;医学体数据场可视化关键技术研究[D];西北工业大学;2007年

2 张建国;骨科导航手术中数字几何处理相关技术的研究及其应用[D];上海交通大学;2009年

【共引文献】

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1 俞芙芳,王志鑫;基于三坐标测量的产品自由曲面反求[J];工程塑料应用;2005年05期

2 刘治群;杨万挺;朱强;;几种图像增强算法的研究比较[J];合肥师范学院学报;2010年06期

3 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期

4 汤自安;刘晓波;汪虽富;吕乃杰;;基于音视频矩阵的生产调度会议系统应用[J];安防科技;2009年04期

5 李东升;;复杂背景彩色静止图像的人脸检测方法[J];安防科技;2010年01期

6 王清泉;;高职计算机专业学生学习编程时内容的选择及学习策略[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年03期

7 胡继胜;;基于小波变换的图像处理[J];安徽职业技术学院学报;2006年01期

8 顾转金;;基于DSP图像优化方案[J];安徽科技;2009年06期

9 刘小英;张健;;葡萄干图像长短轴快速检测算法[J];安徽农业科学;2008年26期

10 李娜;殷学永;赖瑞勋;;基于GIS的二维水沙数据的管理及可视化研究[J];安徽农业科学;2009年29期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 肖毅;体育赛事背景广告曝光参数虚拟预测研究[D];上海体育学院;2010年

2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年

4 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年

5 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年

6 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年

7 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年

8 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年

9 张丽哲;经编针织物的计算机三维仿真[D];江南大学;2010年

10 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何青;罗泽斌;夏俊;张毅;;医学影像图库的设计与应用[J];北京生物医学工程;2007年05期

2 周明全,耿国华;三维可视化技术在临床医学的应用研究(英文)[J];CT理论与应用研究;2000年S1期

3 谭军,万卫平,王鸣鹏,张国桢,朱汉民,贾连顺;高分辨率CT观察腰椎椎体结构的骨质疏松性改变[J];第二军医大学学报;1997年06期

4 罗立民;Jean Louis Coatrieux;;医学图象中体积数据的光线跟踪法显示[J];东南大学学报;1992年06期

5 张绍祥,何光篪,刘正津;手掌部动脉的微型计算机三维重建及其临床意义[J];第三军医大学学报;1989年06期

6 裴继红,谢维信;直方图模糊约束FCM聚类自适应多阈值图像分割[J];电子学报;1999年10期

7 薛景浩,章毓晋,林行刚;图像分割中的交叉熵和模糊散度算法[J];电子学报;1999年10期

8 王晖,张基宏;图像边界检测的区域对比度模糊增强算法[J];电子学报;2000年01期

9 焦李成,谭山;图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J];电子学报;2003年S1期

10 付树军,阮秋琦,李玉,王文洽;基于各向异性扩散方程的超声图像去噪与边缘增强[J];电子学报;2005年07期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 秦绪佳;医学图象三维重建及可视化技术研究[D];大连理工大学;2001年

2 陶玲;基于医学断层图像的三维可视化实现技术研究[D];南京航空航天大学;2005年

3 彭文;基于特征的医学图像配准中若干关键技术的研究[D];浙江大学;2007年

4 张婧;手眼式膝关节手术辅助机器人研究及准临床实验[D];上海交通大学;2007年

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1 张轶;任海兰;刘泽恒;喻佳;;特种设备远程监管系统关键技术的研究与应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

2 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

3 杨晓;金一丞;尹勇;;基于Web的分布式航海仿真系统关键技术研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年

4 洪军;吴崚;雷小军;卢秉恒;;RP&M网络化服务系统关键技术研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年

5 罗旭;胡志伟;梁加红;乔海泉;;反航母仿真系统关键技术研究[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年

6 王东;周棣;;水介质液压系统关键技术的分析[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 余新华;[N];中国信息报;2011年

2 记者 贾明;[N];青海日报;2013年

3 傅明;[N];中国建设报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 杨鑫;智能船舶交通管理系统关键技术的研究与应用[D];大连海事大学;2012年

2 林鹰;储备粮智能监管与稽核系统关键技术研究[D];天津大学;2008年

3 代六玲;互联网内容监管系统关键技术的研究[D];南京理工大学;2005年

4 凌兴宏;面向Agent的敏捷信息系统关键技术及应用研究[D];南京航空航天大学;2005年

5 刘亚辉;面向智能空间的多视角视觉系统关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王伽伯;国产无针粉末注射系统关键技术的基础研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年

2 周文;企业信息管理系统关键技术研究[D];电子科技大学;2005年

3 王建良;供水企业营业管理系统关键技术的研究[D];中国海洋大学;2005年

4 于乐杰;构建基于云计算的企业信息系统关键技术研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

5 李强;VTS信息共享与显示系统关键技术的研究[D];大连海事大学;2008年

6 吴若迪;能力开放平台中鉴权子系统关键技术的设计与实现[D];北京邮电大学;2013年

7 王燕;国际普邮跟踪查询系统关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2007年

8 刘晓玮;基于Internet的网络协作学习系统关键技术研究[D];郑州大学;2009年

9 孙子栋;大型设备现场安装协作系统关键技术研究及其应用[D];浙江大学;2005年

10 卢怡;基于公网的单兵信息系统关键技术研究[D];南京理工大学;2006年

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本文编号：57597