基于CBCT影像与双目视觉技术的颞下颌关节运动可视化系统开发与实现

发布时间：2021-10-17 10:27

　　本课题所研究的颞下颌关节虽然非常小,但是复杂程度非常高,影响着人们日常的张口运动,如咀嚼、说话等功能均与颞下颌关节紧密相关,颞下颌关节异常引起的相关口腔功能障碍也会引起越来越多人们的重视。因此,对颞下颌关节的运动机制进行研究具有十分重要的意义。本文基于双目视觉技术获取下颌运动数据,并结合三维CBCT影像重建颞下颌关节的运动过程,并进行可视化。在课题组前期研究成果的基础上,设计新的编码标记固定装置,并自定义编码标记点,由双目视觉技术及图像识别与检测技术完成对编码标记的检测和定位,重建编码标记中心的三维坐标位置;使用三维区域生长算法完成对上、下颌骨的分割;结合刚体运动的原理,使用编码标记中心的三维坐标计算颌骨运动矩阵,最后结合分割后的上、下颌骨数据与运动矩阵完成颞下颌关节运动状态的可视化。一般通过传统的医学影像技术或者髁突运动轨迹描记仪获得颞下颌关节的诊断数据,而传统的医学影像仅能观察静态的颞下颌关节,髁突轨迹描记仪价格昂贵又操作复杂,且其也只能描记髁突运动的二维曲线,本文的颞下颌关节运动可视化系统,具有较高的精度和准确性,为研究颞下颌关节疾病提供了新的思路,为诊断颞下颌关节疾病提供了新的... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文组织结构
第二章 系统硬件与实施流程
    2.1 系统硬件
        2.1.1 双目立体视觉平台搭建
        2.1.2 标记点设计
        2.1.3 标记点固定装置设计
    2.2 系统实施流程
第三章 双目立体视觉测量及其精度评估
    3.1 双目立体视觉模型与标定
        3.1.1 双目立体视觉中的坐标系
        3.1.2 双目立体视觉数学模型
        3.1.3 双目立体视觉标定
    3.2 双目立体视觉测量原理
        3.2.1 双目立体校正
        3.2.2 双目立体视觉测量
    3.3 本文系统双目立体视觉平台的测量精度
        3.3.1 误差来源与改进措施
        3.3.2 静态测量精度
        3.3.3 动态测量精度
    3.4 本章小结
第四章 编码标记的检测与空间定位
    4.1 编码标记的检测
        4.1.1 图像预处理
        4.1.2 编码标记轮廓提取
        4.1.3 编码标记识别
    4.2 编码标记中心定位
        4.2.1 编码标记中心的像素坐标位置
        4.2.2 编码标记中心的空间位置
    4.3 实验及准确性验证
        4.3.1 运动编码标记中心的三维重建
        4.3.2 编码标记检测的准确性验证
    4.4 本章小结
第五章 运动颌骨重建与可视化
    5.1 坐标变换
        5.1.1 CBCT坐标系
        5.1.2 坐标系变换
        5.1.3 编码标记中心坐标变换
    5.2 颌骨运动矩阵计算
    5.3 上、下颌骨分割
        5.3.1 基于Mevislab平台的颌骨分割方法
        5.3.2 基于区域生长算法的颌骨分割方法
    5.4 运动颌骨重建
    5.5 颞下颌关节可视化
        5.5.1 体绘制
        5.5.2 颞下颌关节可视化
    5.6 口腔运动数据分析与可视化结果
        5.6.1 开闭口运动的数据分析
        5.6.2 开闭口运动的可视化
        5.6.3 其他口腔运动的可视化
    5.7 本章小结
第六章 系统软件设计与实现
    6.1 系统软件功能结构与模块划分
    6.2 子模块设计与实现
        6.2.1 图像采集与标定模块
        6.2.2 坐标系变换矩阵计算模块
        6.2.3 运动矩阵计算模块
        6.2.4 三维颌骨分割模块
        6.2.5 颌骨运动可视化模块
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维动态区域生长算法的肝脏自动分割[J]. 仇清涛,段敬豪,巩贯忠,李登旺,尹勇.  中国医学物理学杂志. 2017(07)
[2]光学在船模运动跟踪中的应用[J]. 赵亚丽.  舰船科学技术. 2017(10)
[3]棋盘格图像角点坐标亚像素提取方法[J]. 刘俊杰,谢春利,王娟.  华中科技大学学报(自然科学版). 2015(S1)
[4]基于动态自适应区域生长的肝脏CT图像肿瘤分割算法[J]. 宋红,王勇,黄小川,李佳佳,张春萌.  北京理工大学学报. 2014(01)
[5]环状编码标记点的检测与识别[J]. 宋丽梅,陈昌曼,陈卓,覃名翠,李大鹏.  光学精密工程. 2013(12)
[6]视觉测量中可纠错的编码点识别及提取[J]. 杨剑,韩建栋,秦品乐.  光学精密工程. 2012(10)
[7]一种数字编码图像识别方法的研究与应用[J]. 丁俊健,邱术芹.  科技资讯. 2011(29)
[8]下颌开闭口运动的三维数字化虚拟还原[J]. 王辉,刘阳,赵卫东,焦培峰,欧阳钧,黄文华,毕振宇.  中国临床解剖学杂志. 2011(05)
[9]联合动态MRI和下颌运动轨迹描记仪分析健康人开闭口时下颌运动轨迹特征[J]. 张松梅,张富强,苏凯,张志光.  口腔医学研究. 2011(05)
[10]三维图像显示中的表面绘制与体绘制[J]. 李晶,阮兴云,徐志荣,朱弋.  中国医学装备. 2009(03)

硕士论文
[1]基于双目视觉的医疗器械三维模型及可视化研究[D]. 喻海中.上海理工大学 2014



本文编号：3441606