人工關(guān)節(jié)假體與骨接觸面積的計算.pdf

1、人工關(guān)節(jié)置換是重要的外科手術(shù)，假體與宿主骨之間的接觸面積越大，人工關(guān)節(jié)的受力就越均勻，發(fā)送應(yīng)力遮擋的可能性就越小，假體的存活率就越高。因此，人工關(guān)節(jié)假體與宿主骨之間的接觸面積的大小，是衡量手術(shù)是否成功的重要標志。本文以高精度人工關(guān)節(jié)假體CT圖像為數(shù)據(jù)源，在對圖像進行處理的基礎(chǔ)上，計算假體與骨的接觸面積，以幫助醫(yī)生在手術(shù)后觀測假體與骨組織之間的縫隙，判斷假體的穩(wěn)定性，對人工關(guān)節(jié)無菌性松動情況進行早期診斷，為康復(fù)治療提供可靠的依據(jù)。

2、　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴醫(yī)學(xué)圖像預(yù)處理：由于醫(yī)學(xué)圖像存在邊界模糊不均勻、灰度范圍大、易受強噪聲污染等特質(zhì)，而且圖像預(yù)處理的好壞對后續(xù)圖像分割，圖像三維重建以及接觸面積的計算會產(chǎn)生直接或間接的影響，圖像預(yù)處理不容忽視。首先從圖像預(yù)處理入手，首先通過各種圖像預(yù)處理方法比如圖像濾波、增強對醫(yī)學(xué)圖像進行前期處理，分析對比，選取效果較好的方法，有效濾除了醫(yī)學(xué)圖像中的噪聲干擾。⑵醫(yī)學(xué)圖像分割：針對傳統(tǒng)的Chan-Vese模型在進行多區(qū)域分割時容易

3、產(chǎn)生空相位的問題，本文提出了一種改進的醫(yī)學(xué)圖像分割方法。該方法結(jié)合 Chan-Vese模型、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、復(fù)合多相水平集分割算法，首先通過迭代腐蝕操作提取醫(yī)學(xué)圖像的輪廓，然后利用添加了復(fù)合多相水平集算法的Chan-Vese模型對醫(yī)學(xué)圖像進行分割，最后通過迭代膨脹操作復(fù)原圖像。采用該方法很好地解決了醫(yī)學(xué)圖像分割過程中容易出現(xiàn)的多區(qū)域分割問題，減少了空相位的產(chǎn)生，而且對圖像的邊緣有很好的分割效果。⑶醫(yī)學(xué)圖像三維重建：針對面繪制中經(jīng)典的移動立方

4、體算法在進行三維重建構(gòu)造三角面片容易出現(xiàn)的二義性，以及構(gòu)造效率低的問題，提出了一種消除二義性的快速重建方法，有效地提高了重建的精度和速度。⑷接觸面積計算：基于移動立方體算法（Marching cubes），本文提出一種改進算法用于估算三維目標表面積，利用MATLAB函數(shù) ginput()進行交互操作，獲取輸入數(shù)據(jù)即邊界接觸像素點，將所獲得的像素點引入到MC算法中，構(gòu)建等值面，連接所有等值面來完成三維目標的表面重建。統(tǒng)計每一個模型元出現(xiàn)的