透视立体影像分析技术在假体无菌性松动中的实验研究

发布时间：2021-06-03 22:43

　　人工关节的无菌性松动是人工关节置换术后假体失效和翻修的最主要原因之一。目前临床上针对无菌性松动只能通过翻修手术来重建稳定性。翻修在生理上和经济上会对患者造成极大的负担。为保障患者安全,人工关节假体质量和安全的评估十分重要。目前已经确定关节置换术后假体的早期迁移可以预测晚期的无菌性松动趋势。假体无菌性松动的早期诊断是评估假体长期植入性能的有效手段,可以有效的避免劣质假体造成更大的危害。本文采用基于2D-3D配准的透视立体影像分析技术（FSA）来分析人工关节假体的早期迁移,主要原理为使用CT数据重建的三维模型与二维透视图像进行2D-3D配准,从而获取假体与骨之间在关节置换术后两年内不同时间段下的相对位移变化。针对目前FSA分析存在的软件不匹配、精度低等问题,本文采用数字影像重建技术,以梯度相关为相似性度量函数,结合Levenberg–Marquardt算法,设计了一款2D-3D配准软件,并衡量了以物体为中心和以光源为中心的两种方式及不同的配准初始条件对配准结果的影响。本课题设计的2D-3D分析软件,经图像合成实验及三维松动模型验证完全符合现有临床要求,且简单便捷、精度高,便于临床使用。仅基... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 人工关节假体与无菌性松动
    1.3 无菌性松动的早期检测方法
        1.3.1 RSA技术
        1.3.2 EBRA-FCA技术
        1.3.3 CTSA技术
        1.3.4 透视分析技术
        1.3.5 FSA技术
    1.4 FSA技术存在的问题
        1.4.1 FSA软件
        1.4.2 FSA技术配准精度
        1.4.3 FSA技术配准时间
    1.5 论文的主要研究内容
第2章 2D-3D图像配准技术概述
    2.1 2D-3D图像配准
        2.1.1 2D-3D配准基本流程
        2.1.2 2D-3D配准技术分类
    2.2 几何变换
    2.3 灰度插值
    2.4 相似性度量
        2.4.1 归一化相关
        2.4.2 模式强度
        2.4.3 互信息
        2.4.4 梯度相关
        2.4.5 梯度差分
    2.5 优化方法
        2.5.1 Powell算法
        2.5.2 模拟退火算法
        2.5.3 遗传算法
        2.5.4 蚁群算法
        2.5.5 Levenberg–Marquardt算法
    2.6 本章小结
第3章 FSA软件设计
    3.1 2D-3D配准
    3.2 系统标定
    3.3 DRR图像
    3.4 软件设计
    3.5 本章小结
第4章 FSA软件的精度验证
    4.1 图像合成实验
        4.1.1 参数解释
        4.1.2 算法1实验结果
        4.1.3 算法2实验结果
        4.1.4 数据分析
    4.2 真实模型验证
        4.2.1 骨-假体三维松动模型
        4.2.2 硬件要求
        4.2.3 研究方法路线
        4.2.4 数据采集
        4.2.5 建模
        4.2.6 2D-3D配准
        4.2.7 数据分析
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
第5章 模拟双平面FSA分析方法
    5.1 双平面透视分析技术
    5.2 模拟双平面透视分析技术
    5.3 图像合成实验
        5.3.1 算法1实验结果
        5.3.2 算法2实验结果
        5.3.3 数据分析
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3211389