本文關(guān)鍵詞：計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學》 2013年

計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

許婉露  

【摘要】：骨科疾病種類多、手術(shù)難度大，結(jié)合計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)與醫(yī)學知識的計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)可有效輔助臨床手術(shù)，提高手術(shù)的安全性、成功率，并幫助骨科醫(yī)師順利解決了疑難病癥，是對傳統(tǒng)手術(shù)模式的重大革新。同時，數(shù)字化骨科手術(shù)作為新興技術(shù)，在提供異體骨與人工骨數(shù)字化模型、實現(xiàn)三維解剖模型參數(shù)測量、存儲并管理手術(shù)相關(guān)信息等方面獨具優(yōu)勢。為更好的滿足骨科手術(shù)精度與安全要求，建立虛擬手術(shù)模擬、數(shù)字人全身骨骼模型庫、異體骨與人工骨數(shù)字化模型的計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)成為迫切需要。 本文面向骨科手術(shù)應用要求，重點研究針對數(shù)字化骨骼模型構(gòu)建的數(shù)字化骨庫系統(tǒng)設計、高質(zhì)量的三維模型重建、計算機輔助模擬技術(shù)以及實現(xiàn)方案�；谝陨鲜鲅芯糠椒�，本文開發(fā)了計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)。 具體取得的研究成果如下： 1實現(xiàn)數(shù)字化骨庫系統(tǒng)設計。探討數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成、框架及訪問技術(shù)；于Visual C++平臺上采用ODBC技術(shù)開發(fā)數(shù)據(jù)庫，同時結(jié)合骨科醫(yī)師要求設計應用操作方案與具體界面；依據(jù)正常、異常人體骨骼信息構(gòu)建數(shù)字化骨骼模型庫。 2為實現(xiàn)高質(zhì)量三維模型重建，提出了基于保邊局部高斯濾波與三維區(qū)域增長的改進型MC算法。保邊局部高斯濾波去噪并增強邊緣，通過改變體素類型有效改善模型光滑度與結(jié)構(gòu)拓撲歧義問題；三維區(qū)域增長算法輔助閾值分割，降低重建碎片數(shù)目，提高重建效率。高質(zhì)量的三維重建為計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建打下基礎。 3計算機輔助骨科手術(shù)模擬方案設計與操作實現(xiàn)。利用最大投影密度MIP算法建立矢狀投影面，并實現(xiàn)投影面上二維測量；分析OpenGL圖形開發(fā)平臺渲染流程并求取目標點的三維精確坐標，據(jù)此實現(xiàn)空間幾何測量；討論切割平面與三角面片相交情況，，實現(xiàn)三維體切割算法；采用剛體配準算法實現(xiàn)體切割后的配準融合。 4基于上述研究成果，本文開發(fā)了計算機輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)。詳細介紹了系統(tǒng)的整體框架、各功能模塊及其實現(xiàn)方法；以強直性脊柱炎為訓練集進行系統(tǒng)測試，實現(xiàn)數(shù)字人全身骨骼系統(tǒng)數(shù)字化模型，實現(xiàn)異體骨與人工骨模型的數(shù)字化骨庫，實現(xiàn)三維體切割、三維剛體配準及幾何變換等模擬技術(shù)，滿足術(shù)前、術(shù)后的數(shù)據(jù)綜合處理要求。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP391.41;R687
【目錄】：

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