骨科3D打印上位机软件开发
发布时间：2021-10-19 01:24
近年来随着计算机和医学领域的结合发展,计算机对外科手术的辅助作用越来越明显。3D打印技术与骨科医学的良好契合在病情诊断和手术方案的制定等方面起着越来越重要的作用。在骨科3D打印实践工作中,发现使用的软件存在工作效率和精度问题,论文针对骨科3D打印工作设计并实现了上位机软件。首先软件将模型可视化和切片工作集成于同一系统中;针对图像分割不均的问题,论文采用自适应到达时间的Fast Marching方法进行了改进,达到了提高3.6%F-Measure值的分割效果;针对去噪导致原始几何特征丢失的问题,论文采用数据驱动的级联径向基网络方法进行了改进,达到了平均法向量误差为3.94°去噪效果,同时保留了模型原始几何特征;针对模型切片效率不高的问题,论文采用相邻三角形和相邻切平面之间交点递归求取方法进行了改进,测试模型切片效率在时间上分别提高了46.0%、25.0%、12.3%;针对3D打印翘曲的问题,论文采用希尔伯特曲线扫描填充方法进行了改进,达到了骨骼3D打印成型更稳定、效率更高的效果。测试结果表明,论文开发系统在骨骼模型重建和模型切片方面有了改善,提高了工作效率。经合作医院实际试用,所打印的模...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼三维模型重建流程
同而产生密度差别图像[35]，而 MRI 是水质子成像[36]，简单的说是根据人体组织内水质子在外加磁场下的反映成像，不需要注射造影剂。在骨骼 3D 打印工作中，一般首先得到的是患者横断位的 CT 图像，横断位又称为轴位，是以人体站立时的水平面为切面方向的 CT 图像，冠状指的是人体站立时前后方向上的切面图像，矢状位则是人体站立时左右视角方向上的切面图像。2.1.2 CT 图像多平面重建（MPR）由于 CT 不能直接扫描冠状位和矢状位的图像，在拿到患者横断位 CT 图像的第一步就是进行CT图像的多平面重建，由横断位的CT图像重建出冠状位和矢状位的图像，重建后的图像有利于医生从多个角度观察 CT 图像来诊断病情，作出更科学的诊断和术前规划，在之后的图像分割和区域增长的过程中也便于从更多的角度选择合适的种子点。以患者王 XX 骨盆髋臼增生为例，初步得到的横断位 CT 图像序列 400 张，这里截取其中第 90 张（左）和第 159 张（右）为例子说明，其原始 CT 图像如图 2.2 所示：
图 2.3 MPR 原理示意图横断位 CT 图像的维度信息，确定在某个数据的一个二维切平面（图中箭头平面）的距离移动，每一次移动则计算当前切平 CT 数据中的像素索引值计算得到该交点当前切平面。在公式 2.1 中，参数 ， 般的切割平面被设置为长方形，其长、向上的尺寸来确定。从理论上讲，可以以得到医生需要的方向上的像素分布情况，对 CT 图像的观测最有利于诊断病情及骨位和矢状位 CT 图像的需求。示，图 2.4(a)为冠状位图像的重建结果，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像的三维重建技术综述[J]. 董鹏辉,柯良军. 无线电通信技术. 2019(02)
[2]基于改进正余弦优化算法的多阈值图像分割[J]. 郎春博,贾鹤鸣,邢致恺,彭晓旭,李金夺,康立飞. 计算机应用研究. 2020(04)
[3]Up-to-date intraoperative computer assisted solutions for liver surgery[J]. Apollon Zygomalas,Ioannis Kehagias. World Journal of Gastrointestinal Surgery. 2019(01)
[4]3D打印技术在骨科中的应用研究进展[J]. 越雷,孙浩林,李淳德. 山东医药. 2019(02)
[5]基于蝗虫算法的图像多阈值分割方法[J]. 潘峰,孙红霞. 电子测量与仪器学报. 2019(01)
[6]径向基网络的非线性插值与3D点云曲面重构技术[J]. 陈文兴,闫丽萍,崔英,李苗. 数学的实践与认识. 2019(01)
[7]从HIS系统论医院信息化管理的必要性[J]. 丁琦. 信息系统工程. 2018(12)
[8]3D打印技术原理及优势分析[J]. 郭丽波. 产业与科技论坛. 2018(22)
[9]面向医学应用的3D打印技术现状综述[J]. 严倩,董汉华,苏瑾,韩建华,宋波,魏青松,史玉升. Engineering. 2018(05)
[10]一种改进的快速迭代阈值选择算法[J]. 杨培,陈沿锦,贾金芳,姚荷花,任洋甫. 青海大学学报. 2018(03)
硕士论文
[1]CT图像中骨骼与软骨的自动分割算法研究[D]. 张辉.西安工业大学 2018
[2]基于三维重建技术的计算机辅助医学诊断平台设计与实现[D]. 郭全.山东理工大学 2018
[3]基于邻接拓扑的STL模型3D打印分层算法研究与实现[D]. 盛红升.浙江大学 2018
[4]基于FDM技术的3D打印路径规划技术研究[D]. 晁艳艳.长春工业大学 2016
[5]3D打印技术中分层与路径规划算法的研究及实现[D]. 王腾飞.河北工业大学 2015
本文编号：3443884
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼三维模型重建流程
同而产生密度差别图像[35]，而 MRI 是水质子成像[36]，简单的说是根据人体组织内水质子在外加磁场下的反映成像，不需要注射造影剂。在骨骼 3D 打印工作中，一般首先得到的是患者横断位的 CT 图像，横断位又称为轴位，是以人体站立时的水平面为切面方向的 CT 图像，冠状指的是人体站立时前后方向上的切面图像，矢状位则是人体站立时左右视角方向上的切面图像。2.1.2 CT 图像多平面重建（MPR）由于 CT 不能直接扫描冠状位和矢状位的图像，在拿到患者横断位 CT 图像的第一步就是进行CT图像的多平面重建，由横断位的CT图像重建出冠状位和矢状位的图像，重建后的图像有利于医生从多个角度观察 CT 图像来诊断病情，作出更科学的诊断和术前规划，在之后的图像分割和区域增长的过程中也便于从更多的角度选择合适的种子点。以患者王 XX 骨盆髋臼增生为例，初步得到的横断位 CT 图像序列 400 张，这里截取其中第 90 张（左）和第 159 张（右）为例子说明，其原始 CT 图像如图 2.2 所示：
图 2.3 MPR 原理示意图横断位 CT 图像的维度信息，确定在某个数据的一个二维切平面（图中箭头平面）的距离移动，每一次移动则计算当前切平 CT 数据中的像素索引值计算得到该交点当前切平面。在公式 2.1 中，参数 ， 般的切割平面被设置为长方形，其长、向上的尺寸来确定。从理论上讲，可以以得到医生需要的方向上的像素分布情况，对 CT 图像的观测最有利于诊断病情及骨位和矢状位 CT 图像的需求。示，图 2.4(a)为冠状位图像的重建结果，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像的三维重建技术综述[J]. 董鹏辉,柯良军. 无线电通信技术. 2019(02)
[2]基于改进正余弦优化算法的多阈值图像分割[J]. 郎春博,贾鹤鸣,邢致恺,彭晓旭,李金夺,康立飞. 计算机应用研究. 2020(04)
[3]Up-to-date intraoperative computer assisted solutions for liver surgery[J]. Apollon Zygomalas,Ioannis Kehagias. World Journal of Gastrointestinal Surgery. 2019(01)
[4]3D打印技术在骨科中的应用研究进展[J]. 越雷,孙浩林,李淳德. 山东医药. 2019(02)
[5]基于蝗虫算法的图像多阈值分割方法[J]. 潘峰,孙红霞. 电子测量与仪器学报. 2019(01)
[6]径向基网络的非线性插值与3D点云曲面重构技术[J]. 陈文兴,闫丽萍,崔英,李苗. 数学的实践与认识. 2019(01)
[7]从HIS系统论医院信息化管理的必要性[J]. 丁琦. 信息系统工程. 2018(12)
[8]3D打印技术原理及优势分析[J]. 郭丽波. 产业与科技论坛. 2018(22)
[9]面向医学应用的3D打印技术现状综述[J]. 严倩,董汉华,苏瑾,韩建华,宋波,魏青松,史玉升. Engineering. 2018(05)
[10]一种改进的快速迭代阈值选择算法[J]. 杨培,陈沿锦,贾金芳,姚荷花,任洋甫. 青海大学学报. 2018(03)
硕士论文
[1]CT图像中骨骼与软骨的自动分割算法研究[D]. 张辉.西安工业大学 2018
[2]基于三维重建技术的计算机辅助医学诊断平台设计与实现[D]. 郭全.山东理工大学 2018
[3]基于邻接拓扑的STL模型3D打印分层算法研究与实现[D]. 盛红升.浙江大学 2018
[4]基于FDM技术的3D打印路径规划技术研究[D]. 晁艳艳.长春工业大学 2016
[5]3D打印技术中分层与路径规划算法的研究及实现[D]. 王腾飞.河北工业大学 2015
本文编号：3443884
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