基于区域统计模型的正颌手术仿真关键算法研究
发布时间：2022-10-21 17:32
颌面是人体最暴露的部位之一,常常由于外伤、肿瘤手术等引起颌面部缺损。对于这种颌面畸形,或是颌面部医学美容,往往都是通过正颌手术来完成。而如何较准确实现正颌手术仿真一直是颅颌面外科领域里的难题。本文对正颌手术仿真中的一些关键算法做了相关研究,提出了基于颌面区域统计模型的术后颌面形态预测和基于颅面分区统计模型的颅颌面异常区域自动检测及量化。借助区域统计模型的思想,很好解决了统计模型的小样本问题,提高了正颌手术仿真的准确性。把异常区域的检测问题映射到缺失数据修复框架下,很好的实现了异常区域的自动检测及量化。主要研究工作如下： （1）颌面区域数据预处理：研究了下颌分区数据点的配准、点对应。对于下颌区域首先用几何模板方法从整体颅颌面上获取,之后采用ICP配准算法去除样本间仿射变换,最后用最近欧氏距离思想来进行点对齐。 （2）下颌区域联合统计模型的建立：通过预处理后的下颌区域数据,建立最优的下颌区域联合统计模型,对区域统计模型进行量化方法研究：包括获得统计模型的正常形变范围；计算区域的形变参数；及对缺失数据进行修复等等。 （3）基于颌面区域统计模型的颌面术后形态预测：将颅颌面术后...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状与分析
1.2.1 颅颌面手术仿真研究现状
1.2.2 颅颌面异常区域检测研究现状
1.2.3 统计模型的研究现状
1.3 本文研究技术路线和难点
1.4 本文研究的内容和创新点
1.5 文章组织结构
第二章 颅面骨数据预处理及颌面区域统计建模
2.1 基于颅面CT的三维体数据的获取
2.1.1 原始CT数据采集和预处理
2.1.2 颅颌面骨的三维重建
2.2 颅颌面的点匹配模型
2.2.1 ICP配准(Iterative Closest Point)
2.2.2 建立点对应关系
2.3 颅颌面统计模型建立
2.3.1 统计模型建模
2.3.2 新模型的生成及形变控制
2.4 面向颌面术后仿真的统计建模
2.4.1 基于几何模板的颌面区域截取
2.4.2 颌面区域统计模型(Rosdem)建模
2.5 面向颅颌面异常区域检测的统计建模
2.5.1 颅颌面分区的选择
2.5.2 异常检测分区统计建模
2.6 统计模型的评价
2.6.1 通用性
2.6.2 特异性
2.6.3 紧凑性
2.7 本章小结
第三章 基于颌面区域统计模型的颌面术后预测
3.1 基于缺失数据修复的颌面术后预测
3.1.1 基于颌面区域统计模型的缺失数据修复理论
3.1.2 基于颌面区域统计模型的术后颌面预测
3.2 实验结果及分析
3.3 本章小结
第四章 基于分区统计模型的颅颌面异常区域自动检测及量化
4.1 异常区域检测及量化
4.1.1 异常区域修复
4.1.2 异常区域阈值检测和量化方法
4.2 实验结果及分析
4.2.1 偏离阈值量化异常区域
4.2.2 曲率阈值量化异常区域
4.2.3 异常样本检测与异常程度度量
4.3 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 本文主要完成的工作及贡献
5.2 未来工作及研究方向
参考文献
读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统计变形模型的三维生物医学数据恢复[J]. 欧小哲,耿国华,冯筠,徐湘. 计算机工程. 2009(07)
[2]基于统计模型的生物数据复原配准算法比较[J]. 徐湘,耿国华,冯筠,欧小哲. 西北大学学报(自然科学版). 2008(03)
[3]基于活动形状模型的人脸识别[J]. 董硕,罗述谦. 中国生物医学工程学报. 2008(02)
[4]计算机辅助诊断在医学影像学领域的应用和发展[J]. 于甬华,袁双虎. 现代医学仪器与应用. 2007(05)
[5]创伤性颅眶畸形的三维可视化诊断分析与手术整复[J]. 杨斌,沈伟,洪清琦,丘日升,黄洪章,祁佐良,穆雄铮,冯胜之,王炜,张涤生. 中国美容医学. 2007(04)
[6]伪逆矩阵与线性方程组[J]. 隆昌菊. 重庆职业技术学院学报. 2006(06)
[7]颅颌面骨修复重建外科虚拟手术[J]. 张圃. 实用口腔医学杂志. 2005(02)
[8]颅面外科三维诊断分析和手术设计系统的建立[J]. 杨斌,张涤生,黄洪章,冯胜之,穆雄铮,韦敏,龙公. 口腔颌面外科杂志. 2000(04)
[9]计算机辅助颅颌面畸形的三维诊断[J]. 姚森,李忠科,叶慧芬,林珠,彭品祥. 口腔医学. 1998(01)
博士论文
[1]计算机辅助颌面外科手术患者的面部软组织有限元模型研究[D]. 米那瓦尔·阿不都热依木.新疆医科大学 2008
[2]CT三维表面重建辅助颌面部整形手术系统的研究[D]. 唐震.第三军医大学 2004
本文编号：3696079
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状与分析
1.2.1 颅颌面手术仿真研究现状
1.2.2 颅颌面异常区域检测研究现状
1.2.3 统计模型的研究现状
1.3 本文研究技术路线和难点
1.4 本文研究的内容和创新点
1.5 文章组织结构
第二章 颅面骨数据预处理及颌面区域统计建模
2.1 基于颅面CT的三维体数据的获取
2.1.1 原始CT数据采集和预处理
2.1.2 颅颌面骨的三维重建
2.2 颅颌面的点匹配模型
2.2.1 ICP配准(Iterative Closest Point)
2.2.2 建立点对应关系
2.3 颅颌面统计模型建立
2.3.1 统计模型建模
2.3.2 新模型的生成及形变控制
2.4 面向颌面术后仿真的统计建模
2.4.1 基于几何模板的颌面区域截取
2.4.2 颌面区域统计模型(Rosdem)建模
2.5 面向颅颌面异常区域检测的统计建模
2.5.1 颅颌面分区的选择
2.5.2 异常检测分区统计建模
2.6 统计模型的评价
2.6.1 通用性
2.6.2 特异性
2.6.3 紧凑性
2.7 本章小结
第三章 基于颌面区域统计模型的颌面术后预测
3.1 基于缺失数据修复的颌面术后预测
3.1.1 基于颌面区域统计模型的缺失数据修复理论
3.1.2 基于颌面区域统计模型的术后颌面预测
3.2 实验结果及分析
3.3 本章小结
第四章 基于分区统计模型的颅颌面异常区域自动检测及量化
4.1 异常区域检测及量化
4.1.1 异常区域修复
4.1.2 异常区域阈值检测和量化方法
4.2 实验结果及分析
4.2.1 偏离阈值量化异常区域
4.2.2 曲率阈值量化异常区域
4.2.3 异常样本检测与异常程度度量
4.3 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 本文主要完成的工作及贡献
5.2 未来工作及研究方向
参考文献
读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统计变形模型的三维生物医学数据恢复[J]. 欧小哲,耿国华,冯筠,徐湘. 计算机工程. 2009(07)
[2]基于统计模型的生物数据复原配准算法比较[J]. 徐湘,耿国华,冯筠,欧小哲. 西北大学学报(自然科学版). 2008(03)
[3]基于活动形状模型的人脸识别[J]. 董硕,罗述谦. 中国生物医学工程学报. 2008(02)
[4]计算机辅助诊断在医学影像学领域的应用和发展[J]. 于甬华,袁双虎. 现代医学仪器与应用. 2007(05)
[5]创伤性颅眶畸形的三维可视化诊断分析与手术整复[J]. 杨斌,沈伟,洪清琦,丘日升,黄洪章,祁佐良,穆雄铮,冯胜之,王炜,张涤生. 中国美容医学. 2007(04)
[6]伪逆矩阵与线性方程组[J]. 隆昌菊. 重庆职业技术学院学报. 2006(06)
[7]颅颌面骨修复重建外科虚拟手术[J]. 张圃. 实用口腔医学杂志. 2005(02)
[8]颅面外科三维诊断分析和手术设计系统的建立[J]. 杨斌,张涤生,黄洪章,冯胜之,穆雄铮,韦敏,龙公. 口腔颌面外科杂志. 2000(04)
[9]计算机辅助颅颌面畸形的三维诊断[J]. 姚森,李忠科,叶慧芬,林珠,彭品祥. 口腔医学. 1998(01)
博士论文
[1]计算机辅助颌面外科手术患者的面部软组织有限元模型研究[D]. 米那瓦尔·阿不都热依木.新疆医科大学 2008
[2]CT三维表面重建辅助颌面部整形手术系统的研究[D]. 唐震.第三军医大学 2004
本文编号：3696079
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/kouq/3696079.html
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