亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        逆向工程技術(shù)在人體膝關(guān)節(jié)三維重建中的應(yīng)用

        2015-05-30 10:48:04付彥銘
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2015年35期
        關(guān)鍵詞:逆向工程三維重建膝關(guān)節(jié)

        付彥銘

        摘 要:對一名志愿者的膝關(guān)節(jié)進(jìn)行CT與MR檢測,所得的影像數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)入Mimics Research 17.0軟件中。根據(jù)影像數(shù)據(jù)的斷層顯像特點調(diào)整灰度閾值,按照不同分割算法骨組織與軟組織進(jìn)行分離并單獨重建。將重建數(shù)據(jù)保存為stl格式并導(dǎo)入逆性工程軟件Geomagic Studio 2012中。應(yīng)用軟件中網(wǎng)格化醫(yī)生、簡化、去除特征、網(wǎng)格劃分、松弛和平滑等功能優(yōu)化處理后,將骨組織和軟組織根據(jù)實際情況加以合理裝配,最終建立膝關(guān)節(jié)三維模型。重建后的模型不僅可以任意視角或單獨觀察,還可得出相關(guān)參數(shù)。為膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究、損傷康復(fù)研究和有限元分析提供了可靠依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:逆向工程 膝關(guān)節(jié) 三維重建 Mimics Geomagic Studio

        中圖分類號:TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0014-02

        Abstract:Tested the knee joint of a volunteer by CT and MR, imported the image data in Mimics Research in 17.0 software in DICOM format. According to the characteristics of image data and the different segmentation algorithms, adjusted the gray threshold and separated the bone and the soft tissue, acquire the reconstruction mode separately. Saved the data in STL forma and imported the reverse engineering software named Geomagic Studio 2012.After the operation of network doctors, simplify and remove characteristics, meshing, relaxation and smooth, according to the actual situation assembled the bone and the soft tissue rationally, built the knee 3D model finally. The models of reconstruction not only can be observed alone by arbitrary angle, but also can got the correlation parameter. For the study of the biomechanics of the knee joint, injury rehabilitation research and finite element analysis, the models of reconstruction provides a reliable basis.

        Key Words:Reverse Engineering;The Knee Joint;3D Reconstruction;Mimics;Geomagic Studio

        膝關(guān)節(jié)周圍包含脛骨、腓骨、股骨和髕骨等骨組織以及半月板、韌帶和肌肉等軟組織,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。組織之間存在著相對協(xié)調(diào)的靜力與動力相互影響和制約并通過神經(jīng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、反饋維持著膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定。膝關(guān)節(jié)不同部位損傷后,在關(guān)節(jié)內(nèi)部存在著異常的應(yīng)力分布和運(yùn)動軌跡[1-2]。因此能夠全方位剖析膝關(guān)節(jié)內(nèi)組織情況以獲得所需數(shù)據(jù)資料成為醫(yī)學(xué)、康復(fù)、體育工程學(xué)等眾多領(lǐng)域的熱點。

        上世紀(jì)70年代以來,隨著CT、MR等醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的飛速發(fā)展,醫(yī)學(xué)診斷和康復(fù)治療結(jié)束取得了極大的發(fā)展。但醫(yī)生以及康復(fù)技師仍然需要通過很好的空間想象能力將二維圖像在大腦中構(gòu)建成三維模型。為了有效提高專業(yè)人員診治的準(zhǔn)確性和科學(xué)性,三維重建技術(shù)得到了廣泛關(guān)注[2-4]。

        1 研究方法

        1.1 實驗設(shè)備及軟件

        計算機(jī)(Intel i5 2.40GHz,RAM:8G,OS:win7 64位)、醫(yī)學(xué)影像三維重建軟件Mimics Research 17.0 x64和逆向工程軟件Geomagic Studio 2012(64 bit)。

        1.2 實驗方法

        該次研究所用的膝關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)來自男性志愿者的CT和MR檢測結(jié)果。其中CT平掃圖片數(shù)據(jù)377張,MR矢狀面224張,均為DICOM格式。將CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics Research 17.0 x64軟件中,根據(jù)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),對各塊骨進(jìn)行單獨重建。首先將骨組織與軟組織進(jìn)行分割,然后根據(jù)需要手動選取目標(biāo)區(qū)域,如圖1所示。依據(jù)此方法分別對脛骨、腓骨、髕骨和半月板進(jìn)行三維重建。基于CT中提取的骨組織和MR中提取的半月板及軟組織數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建。導(dǎo)入同一空間坐標(biāo)系時需要進(jìn)行圖像的融合與關(guān)鍵點的配準(zhǔn)。Mimics軟件中的Merge很好的實現(xiàn)了對半月板及軟組織的融合功能,可以達(dá)到預(yù)定要求后將骨組織與軟組織進(jìn)行融合[4-5]。圖2為十字韌帶與半月板模型建立、處理與裝配過程。

        2 研究結(jié)果

        2.1 模型處理

        將Mimics軟件中的三維模型用STL+命令輸出為stl格式文件后便可導(dǎo)入Geomagic Studio中。在軟件中可以繼續(xù)為模型進(jìn)行“網(wǎng)格醫(yī)生”修復(fù)、簡化、網(wǎng)格劃分、松弛和精確曲面等操作,最終生成所需的stl或iges格式文件。圖3為模型優(yōu)化處理過程,圖4為模型裝配過程。

        2.2 研究結(jié)果

        從圖3膝關(guān)節(jié)模型的裝配過程可以看出,各部分組織模型都是單獨建立的。各領(lǐng)域針對膝關(guān)節(jié)的分析時,很少對膝關(guān)節(jié)站立體位進(jìn)行研究,更多的是在特殊關(guān)節(jié)角度下內(nèi)力、外力的靜力學(xué)、動力學(xué)分析和有限元分析[6-7]。三維重建模型基本真實的體現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)內(nèi)部骨組織與軟組織的形態(tài)與特點,為醫(yī)療工作者或康復(fù)技師提供了直觀的參考。在應(yīng)用方面,三維重建模型可為虛擬手術(shù)、生物力學(xué)分析、人體工程學(xué)分析、體育裝備設(shè)計與制造以及3D打印等提供依據(jù)。

        3 結(jié)語與建議

        3.1 結(jié)語

        該文利用Mimics Research 17.0 x64軟件對CT和MR圖像進(jìn)行三維重建、圖像分割、配準(zhǔn)和融合。在針對CT圖像骨組織結(jié)構(gòu)三維重建時過程較快,效率較高。在處理MR圖像軟組織結(jié)構(gòu)時,多圖像分割作憑借手工操作,使得重建過程較長,效率低下??傮w而言,膝關(guān)節(jié)三維重建模型不僅可以獲取現(xiàn)實中無法測量的解剖學(xué)數(shù)據(jù),而且所建立的模型可以為醫(yī)療、康復(fù)訓(xùn)練、科學(xué)研究、體育工程和人體工學(xué)等研究領(lǐng)域提供直觀、科學(xué)的理論依據(jù)。

        3.2 建議

        該研究僅以膝關(guān)節(jié)為例簡述了膝關(guān)節(jié)建模的基本方法,其他關(guān)節(jié)、組織大同小異。使用該方法進(jìn)行人體關(guān)節(jié)、組織的三維重建并最終建立的三維模型,為后續(xù)的靜力學(xué)、動力學(xué)和有限元分析等實驗研究提供了相對科學(xué)、準(zhǔn)確的三維模型。在此基礎(chǔ)上還可以在模型上添加肌肉和其余韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)予以完善。為不同關(guān)節(jié)角度和不同外部環(huán)境下進(jìn)行仿真分析提供了更加便捷的建模途徑,為以后研究不同運(yùn)動項目、外部環(huán)境和個性化關(guān)節(jié)受力分析提供技術(shù)保障。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王西十,白瑞璞.關(guān)于人膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀[J].力學(xué)進(jìn)展,1999,29(2):244-245.

        [2]李鑒軼,趙衛(wèi)東,余正紅,等.膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨的三維構(gòu)建[J].解剖學(xué)雜志,2007,30(6):695-697.

        [3]Nau T, Chevalier Y, Hagemeister N, et al. 3D kinematic In-vitrocomparison ofposterolateral corner reconstruction techniques inacombined injury model[J].Knee Surg Spots TraumatolArthrosc,2005,13(7):572-580.

        [4]吳迪.基于CT、MRI的人體膝關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立及應(yīng)用[D].大連:大連醫(yī)科大學(xué),2007.

        [5]E Pena, B Calvo, Martinez MA, et al.A three-dimensional finite elementanalysis of the combined behavior of ligaments and menisci inthe healthy human knee joint [J].Journal of Biomchanics,2005,39(9):1686-1701.

        [6]Shivanna Kiran H,Magnotta, Vincent A, et al. IA-FEMesh: an opensource,interactive,multiblock approach to antomic finite elementmodel development[J].Computer Methods and Programs inBiomedicine,2009,94(1):96-107.

        [7]Kato A, Ohno N.Construction of three-dimensional tooth model bymicro-computed tomography and application for data sharing [J].Clin OralInvest,2009,13(1):43-46.

        猜你喜歡
        逆向工程三維重建膝關(guān)節(jié)
        膝關(guān)節(jié)置換要不要做,何時做比較好
        中老年保健(2022年7期)2022-09-20 01:05:16
        老年人應(yīng)注重呵護(hù)膝關(guān)節(jié)
        冬天來了,怎樣保護(hù)膝關(guān)節(jié)?
        基于Mimics的CT三維重建應(yīng)用分析
        軟件(2020年3期)2020-04-20 00:56:34
        戶外徒步運(yùn)動中膝關(guān)節(jié)的損傷與預(yù)防
        一種改進(jìn)的點云數(shù)據(jù)組合精簡算法
        基于關(guān)系圖的無人機(jī)影像三維重建
        基于Hibernate逆向工程對企業(yè)組織建模研究
        逆向工程技術(shù)在高職模具專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用
        科技視界(2016年22期)2016-10-18 15:22:03
        三維重建結(jié)合3D打印技術(shù)在腔鏡甲狀腺手術(shù)中的臨床應(yīng)用
        免费看黄片的视频在线观看| 国产欧美日韩一区二区三区 | 尤物在线观看一区蜜桃| 40岁大乳的熟妇在线观看| 免费a级毛片出奶水| 国际无码精品| 久久99国产亚洲高清| 亚洲国产丝袜美女在线| 亚洲国产精品美女久久| 天堂aⅴ无码一区二区三区| 久久噜噜噜| 日本丰满少妇高潮呻吟| 91一区二区三区在线观看视频| 国产午夜手机精彩视频| 中文字幕av日韩精品一区二区 | av影片在线免费观看| 亚洲av日韩av天堂一区二区三区| 欧美人妻日韩精品| 中文字幕乱码人妻无码久久久1 | 日韩av无码中文无码电影| 亚洲欧洲日产国码无码久久99| 成黄色片视频日本秘书丝袜| 人妖系列在线免费观看| 亚洲大尺度无码无码专区| 乱人妻中文字幕| 亚洲经典三级| 美女裸体无遮挡黄污网站| 亚洲第一区二区精品三区在线 | 国产成年无码久久久免费| 黄网站a毛片免费观看久久| 亚洲处破女av日韩精品中出| 人妻丰满熟妇av无码区hd| 青草网在线观看| 亚洲免费精品一区二区| 国产精品一区二区三区在线免费| 国产高清在线精品一区二区三区 | 亚洲综合日韩中文字幕| 精品成人av人一区二区三区 | 亚洲国产精品嫩草影院久久av | 国产性猛交╳xxx乱大交| 亚洲不卡av不卡一区二区|