人体脊椎三维模型重建及有限元分析

发布时间：2024-12-26 00:19

　　近年来,随着民众工作生活压力的不断加大,我国国民脊椎疾病有日益增长的趋势。据不完全统计,现在大陆地区脊椎疾病的案例仍然以每年300万人的速率增加。在过去十年里,伴随着科技的发展进步,脊椎外科以及诊断技术都获得长足的发展。但是因为脊椎骨骼结构的复杂性,使得手术的难度以及危险系数依然很高,所以急需找到一个解决方案来提高手术的精准性和安全系数。本文的研究目的就是充分分析脊椎的生物性质,帮助医生更加了解脊椎的病理情况,让医生可以对脊椎疾病能够做出更加准确、具体、高效的反馈,进而解决脊椎疾病给人们所带来的问题,同时通过对模型的有限元分析可以得到3D打印模型材料的增减状态。目前对脊椎进行建模及有限元分析研究已经有着一定的成果,但是从脊椎分割到最后建模及有限元分析,通常情况下,每一步都是借助软件进行操作,并且在研究人员对CT图像处理时,还需要依赖积累的经验进行一些手工工作,这就容易造成所得结论缺乏客观性和准确性。针对上述情况,本文拟在如下几方面开展工作:医学图像分割、三维模型重建、有限元模型构建以及有限元分析,保证了整个过程的完整性,利用深度学习和三维重建算法可以快速有效地分割脊椎并重建出优质结果,通...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2上下两层构成体素（2）对提取出的点赋值

图2.2上下两层构成体素出的点赋值。体素的八个顶点的密度也就是灰度值能够直而且想要提取的等值面的阈值也是已经给定，因此当顶点值面的值，则我们可以认为该顶点是位于等值面的外侧，1；但如果顶点的值小于等值面的给定值，我们则可以认为内部，这里需要把它标记为0。这样我们就把八个顶....

图3.1脊椎的CT图像

.1医学图像基本概念目前最为常用的医学图像设备有：计算机辅助断层扫描设备、核磁共振成像、US设备等。这些设备产生的图像常常是以不同的形式保存在不同的介质之上文则是对CT图像中的脊椎进行分割重建操作。.1.1CT图像CT的工作流程如下：先对要研究的物体的某一个截面进行....

图3.6选取的部分IoU值

1）中训练好的RPN网络，收集proposals；训练FastRCNN网络；练RPN网络；用（4）中训练好的RPN网络，收集proposals；训练FastRCNN网络。训练过程实质上类似一种迭代的过程，只是本文仅循97张脊椎的CT影像，每张切....

图3.8基于CNN框架的例子示图

图3.8基于CNN框架的例子示图这里我们可以看出，这就是一个二分类的问题，即把图像中的所有标签为0的点作为负样本，把所有标签为1的点作为正样本。但是这样做就明显会出现两个缺点，首先就是冗余过大，因为是每一个像素点都要取一个patch，因此相邻的两个像素点的pat....

本文编号：4020231