基于动态图像的颈椎功能分析研究

发布时间：2023-03-29 03:52

　　颈椎作为人体脊柱活动中最灵活的部分,承担着人类颈部以上的活动。随着人们伏案工作时间的增加,长时间的保持同一姿势使颈椎病患者数量急剧增加,且患者趋于年轻化。初期颈椎功能的改变不会引起人们的重视,而颈椎病的大部分的损伤具有不可逆性,一旦症状表现将会对生活造成极大地影响。因此,早期的预防、诊断,术前术后的评估等都对颈椎病的整体治疗起到至关重要的作用。本文在详细了解了颈椎的解剖结构基础、力学、运动学等相关知识后,对颈椎的结构做出合理的简化,通过简化后椎体位移与转角的关系,提取出特征参数,在后续获得的连续图像中进行参数提取。连续图像为颈椎在矢状位进行屈伸运动时的动态X线图。通过对连续图像的特征参数提取,分析椎体的运动轨迹,计算和比较其运动特征的改变。最后采用有限元方法解释了颈椎在不同受力条件下运动发生改变的原因。本文的主要工作和创新点如下:在分析颈椎生理结构的基础上对颈椎的结构构成作出合理的简化,利用几何关系推导出特征参数,便于连续图像的特征提取。首先,利用多张连续X线图像,记录颈椎在矢状位的连续运动。通过对连续图像的预处理分割出感兴趣区域,利用基于形态学的顶帽底帽变换与Retinex理论相结合...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 颈椎运动影像学研究进展
        1.2.2 颈椎受力模型研究进展
    1.3 课题的研究内容与结构
        1.3.1 课题研究内容
        1.3.2 课题研究结构
第2章 实验设计和研究基础
    2.1 颈椎的结构组成
        2.1.1 颈椎的组成
        2.1.2 椎骨的结构构成
    2.2 颈椎运动学特征
        2.2.1 颈椎的运动范围
        2.2.2 颈椎的耦合运动
        2.2.3 颈椎运动的动态变化
    2.3 颈椎的力学基础
    2.4 颈椎结构的简化
        2.4.1 条件假设
        2.4.2 位移的理论推导
        2.4.3 椎体位移与转角关系
    2.5 颈椎连续X-ray图像的采集
第3章 基于图像的处理分析
    3.1 颈椎图像处理流程
    3.2 颈椎X线图像的预处理
        3.2.1 颈椎X线图像的增强
        3.2.2 颈椎图像边缘提取
        3.2.3 颈椎图像边缘配准
    3.3 连续X线图像参数提取
    3.4 颈椎图像参数的结果分析
        3.4.1 单椎体运动分析
        3.4.2 相邻椎体运动分析
    3.5 本章小结
第4章 颈椎模型的有限元分析
    4.1 有限元基础
    4.2 颈椎有限元模型的建立
        4.2.1 颈椎结构的建模
        4.2.2 模型的材料属性设定
        4.2.3 模型的边界条件
    4.3 颈椎单元的分析验证
        4.3.1 椎体的分析
        4.3.2 椎间盘的分析
    4.4 本章小结
第5章 基于颈椎模型的实验分析验证
    5.1 不同受力情况下FSU的情况
    5.2 椎间盘退行性病变的分析
    5.3 椎间盘切除术后的分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
发表论文和参加科研情况说明
参考文献
致谢



本文编号：3773938