一、应用B-样条技术重建颅颌骨的三维形态（论文文献综述）
徐晓丹[1]（2021）在《基于等几何方法的踝关节生物力学模拟与分析》文中认为踝关节作为人体最末端的主要承重关节,其复杂的解剖结构和运动机制,使得踝关节运动损伤较为常见。生物力学作为生物与力学的交叉,能够帮助医生更好地了解人体的力学传递机制以及损伤机理。有限元方法应用于踝关节生物力学模拟分析,可以有效地模拟拉伸、扭转等力学实验,从而解决踝关节力学模拟问题,帮助医生进行快速诊断和治疗。但是,由于踝关节模型的复杂性,难以获得韧带等组织的真实模型,导致模型精确度降低。本文提出使用双源CT数据集进行踝关节力学模拟分析。首先使用该数据集进行韧带分割,提取各个韧带三维模型,然后对提取后的骨和韧带模型进行踝关节三维模型重建得到有限元模型,最后对踝关节有限元模型进行有效性验证。在相同加载条件下,相较于以往的踝关节有限元分析,本文提出方法的计算结果与以往文献实际数据吻合程度更高,验证了本文提出方法的有效性。此外,有限元方法存在分析与几何模型脱节、单元间连续性低以及网格划分耗费时间长等问题。因此,针对上述问题,本文提出将等几何方法引入到踝关节生物力学分析中,通过采用体参数法构建踝关节的体参数化模型,将构建的踝关节各个曲面片作为一个单元组装到全局刚度矩阵,最后通过进行等几何分析得到踝关节受力传递情况。通过实验对比,验证了等几何分析方法进行踝关节力学模拟的有效性。最后,结合实际需求设计并实现踝关节力学模拟分析系统。系统调用等几何分析方法,使用该系统对踝关节基于等几何方法进行力学模拟分析,最终输出各种受力情况下踝关节各个部位的变化情况。临床医生可以通过该系统,研究韧带对踝关节稳定性的影响以及模拟分析其它生物力学特性问题。
李茜[2]（2021）在《基于水平集的CBCT牙冠全自动分割》文中进行了进一步梳理现今社会,“养生”一词频繁登上各类搜索引擎的热搜榜,足以说明当代人对于身体健康的关注程度空前高涨,而其中最不容忽视的就是口腔问题。无论是口腔疾病还是爱美人士想要对口腔进行美化,都离不开对口腔内牙齿的研究。为了减轻医生的负担,目前对于牙齿分割的研究正成为各学者的研究重点和热点。此时诞生的CBCT成像技术受到广大关注,并为辅助口腔颌面诊治提供重要的数据支撑。目前对CBCT牙齿图像分割的方法有多种,但由于牙齿本身结构的复杂性,CBCT牙齿图像本质上属于多目标分割,相邻牙齿间的边界模糊,牙根分根不能及时追踪,分割牙齿的过程会受到牙周组织的影响等,使得牙齿分割的难度巨大。而水平集的平滑性等特点使得其在医学图像领域表现优秀,并且能够克服深度学习分割牙齿导致的边界出现毛刺等问题。因此,本文针对CBCT牙齿图像在基于边缘的水平集模型——距离正则化水平集上进行研究。研究内容主要有以下几个方面:CBCT数据预处理。考虑CBCT成像的相关特点,需要对CBCT图像进行预处理,用双边滤波方法对CBCT图像进行滤波去噪,提出了对CBCT图像中的外植入物进行剔除的方法,并且引入分段灰度线性变化对数据集进行预处理。单齿牙冠全自动快速水平集分割。先详细介绍如何选取数据集的初始层,引入对边界处的灰度信息处理使牙齿边界在分割过程中能更清晰地被识别。对水平集算法进行改进,引入乘性固有成分优化模型（Multiplicative Intrinsic Component Optimization,MICO）对牙齿数据进行灰度分级,把图像进行平滑后的结果作为水平集的初始化,以此来实现自动化。全口腔牙冠的全自动分割。引入形状约束项改善牙根分根不及时以及牙齿边界分割不准确的情况,优化正则项使分割更加平稳,对迭代收敛条件进行调优,以增强算法的自适应性,并在引入MICO模型实现单齿牙冠全自动分割的基础上,引入互斥水平集模型用于解决由于牙齿间界限模糊导致的分割不精准问题。再分别对单齿和全口腔牙齿的分割结果进行三维重建并展示重建结果。
汤雯洁[3]（2020）在《面向医学影像增强显示的配准技术研究与实现》文中认为肝脏疾病已经给人类带来了严重的生理以及心理负担。作为常见的肝脏疾病治疗方法,射频消融（Radiofrequency Ablation,RFA）手术需要根据合适的图像引导系统进行穿刺消融,而传统图像引导方式不能展现病人的生理变化等因素从而影响手术的精确判断。因此为了提高手术导航系统的精确度以及可视化程度,提高RFA手术效率,本文以肝脏肿瘤穿刺导航为研究对象,搭建增强现实（Augmented Reality,AR）引导下的交互式手术导航平台,使用迭代最近点算法（Iterative Closest Point,ICP）优化B样条算法校正图像间的偏移误差,实现术中术前图像精确配准,并完成呼吸误差的矫正。同时利用三维立体图像虚实配准算法实现AR图像的精准覆盖并使用术中交互运动补偿方法解决针在插入肿瘤时的误差问题。本文研究内容和成果如下:（1）针对传统RFA手术的引导方式的不足,研究分析肝脏CT影像的特性,设计实现一种增强显示病灶区影像的RFA手术导航系统,主要完成了导航系统的流程设计,并结合4D-CT的特性分割重建腹腔模型的关键组织结构。（2）针对导航系统中术前-术中图像的变化问题,通过研究图像配准问题,设计实现一种基于B样条变换的图像配准算法,通过使用B样条的变换模拟三维图像体素点的变化过程,设计分成网格化、B样条变换、三线性插值灰度赋值、相似性度量以及梯度下降法迭代5个部分,实现不同时序下的图像对齐。（3）针对样条配准速度过慢,精度不高的问题,研究刚性配准算法,设计并实现ICP算法优化B样条算法,采用点云配准的方法完成不同时序图像的平移和旋转的因素的校正,并在配准之前完成区域寻优算法增加数据读取速度。（4）针对导航图像中的虚拟图像与真实物体之间存在位置偏差的问题,使用ICP算法校正两者空间位置误差,并通过研究空间特征标记点的变化规则实现虚拟图像在CT坐标系、全局坐标系、显示坐标系中的转化并将目标物体的全息三维几何虚拟信息叠加在真实的腹部模型中,最后针对消融针与肿瘤间的交互运动,提出一种非匀质异构模型,消除肿瘤对针尖产生的周期性脉冲的影响。（5）搭建基于AR引导的RFA手术导航系统,基于人体腹部结构模型完成传统方法引导以及AR图像引导两种方式的穿刺手术并进行对比,结果表明AR引导方式能提供一个更高精度、快捷的手术导航方式。
夏新苗[4]（2020）在《基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建研究》文中认为随着经济发展与社会进步,人类的生活品质不断改善,对口腔健康的要求也随之提高。而由于自然老化和外部损伤,牙齿缺失已经成为一种广泛而严重的口腔问题。为防止病变发展,应及时进行缺失牙齿修复,而缺失牙齿三维重建是缺失牙齿修复的关键问题。如何进行缺失牙齿三维重建,使义齿更美观,具有更理想的应力分布,成为一个亟待解决的问题。为了提高缺失牙齿三维重建的效率,保证缺失牙齿三维重建的精度,本文以种植牙修复体为研究对象,提出一种基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法,并对重建模型的力学性能进行仿真分析与实验验证。本文提出基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法,简化缺失牙齿三维重建流程,提高缺失牙齿三维重建效率。研究螺旋CT图像的获取及预处理方法,对螺旋CT图像进行中值滤波,提高图像质量;提出基于Mimics的缺失牙齿镜像模型建立方法,对CT图像中缺失牙齿的对称牙齿进行三维重建,建立缺失牙齿镜像模型;提出基于Geomagic的缺失牙齿点云模型建立方法,优化镜像模型,建立缺失牙齿点云模型。根据本文提出的方法建立出了上颌中切牙与下颌第二磨牙的点云模型,验证了基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法的正确性与有效性。本文提出基于逆向工程的缺失牙齿三维建模方法,引入Nurbs曲线与曲面,保证缺失牙齿三维重建精度。提出基于Imageware的缺失牙齿曲面模型建立方法,通过处理点云模型、识别特征曲线、构建特征曲面,建立缺失牙齿曲面模型,并对曲面模型进行评价,评价结果表明曲面模型满足光顺度要求和精度要求;提出基于SolidWorks的缺失牙齿三维模型建立方法,将满足造型要求的缺失牙齿曲面模型生成实体,建立缺失牙齿三维模型。根据本文提出的方法建立出了上颌中切牙与下颌第二磨牙的三维模型,验证了基于逆向工程的缺失牙齿三维建模方法的正确性与有效性。本文对缺失牙齿重建模型进行有限元仿真,研究和验证缺失牙齿重建模型的力学性能。研究有限元模型建立方法,通过导入三维模型、赋予材料属性和划分单元格建立缺失牙齿有限元模型;研究有限元仿真设置方法,对缺失牙齿有限元模型添加约束并加载载荷;进行缺失牙齿重建模型有限元仿真,得到其最大应力分布,并与缺失牙齿重建模型的抗压强度进行比较。本文以上颌中切牙与下颌第二磨牙为例,进行缺失牙齿重建模型的有限元仿真,仿真结果表明缺失牙齿重建模型满足力学性能要求,验证了缺失牙齿重建模型的正确性,从而验证了基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法的正确性与有效性。本文对缺失牙齿重建模型进行实验验证,研究和验证缺失牙齿重建模型的力学性能。以二氧化锆为材料,采用齿科CAD/CAM系统加工制造缺失牙齿重建模型;设计并进行缺失牙齿重建模型的压缩试验,得到缺失牙齿重建模型断裂载荷,并与咀嚼力和颌力进行比较。本文以下颌第二磨牙为例,进行缺失牙齿重建模型的加工制造和实验验证,实验结果表明缺失牙齿重建模型满足力学性能要求,验证了缺失牙齿重建模型与仿真结果的正确性,从而验证了基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法的正确性与有效性。
苗怀彬[5]（2020）在《犬腿-足系统的多元耦合缓冲机理及其仿生研究》文中研究表明冲击现象普遍存在于机械、交通、航空、军工等众多工程领域以及我们的日常生活中。冲击力往往高达数倍于物体本身重量,多数具有危害性。在工程领域,冲击影响工作部件寿命、降低工作精度与稳定性、危及运行安全、降低生产效率,是制约国民经济发展的重大科学与技术问题;在人的运动过程中,足部与地面接触产生的冲击波可通过人体骨骼向上传播,危害人体健康,例如退行性关节疾病、假体关节松动、足底筋膜炎和应力性骨折等。缓冲是解决冲击问题的有效方法。缓冲装置可以延长冲击作用时间,降低冲击力。虽然目前的缓冲装置种类繁多,但是与具有高效缓冲功能的生物结构相比还存在诸多不足。因此,开发和设计具有较好缓冲性能的缓冲结构对于提高工程机械的工作寿命与工作效率,提升人们的生活、工作的舒适度,具有不可忽视的重要意义。近年来,仿生学的快速发展为缓冲技术的创新开发带来了灵感。四足趾行动物的腿-足能够适应多种复杂的路面,并保持了卓越的移动能力,通过其腿-足系统能够有效缓释地面冲击力,实现安全、稳定、高效的运动。因此本文以德国牧羊犬下肢腿-足为研究对象,通过采集、分析其下肢在触地阶段的运动学数据,揭示其下肢腿-足骨骼肌肉系统的触地缓冲策略;对掌垫的形态、结构、生物材料特性进行了跨尺度分析,解析了掌垫的缓冲机理;综合揭示了犬腿-足骨骼肌肉系统的多元耦合缓冲机理,并在此基础上结合仿生学方法,进行了具有良好缓冲特性的仿生耦合中底的设计制造研究。本文主要研究内容如下:（1）犬前肢和后肢具有不同的运动模式和缓冲策略。通过分析犬前肢和后肢各关节角的变化规律、关节位移等,发现犬前肢在触地阶段做倒立摆运动,前肢通过腕关节被动屈曲,拉伸腕关节周围的肌肉、韧带等组织吸收冲击能量;犬后肢在触地阶段做推动运动,后肢通过踝关节屈曲,下肢的肌肉系统主动收缩吸收冲击能量。（2）犬前掌垫与后掌垫具有不同的生物力学功能。通过对比分析了垂直地反力峰值、达到垂直地反力峰值所需时间、与地面接触面积、平均压强等足底压力数据,发现前掌垫在运动中具有缓冲与支撑功能;而后掌垫具有缓冲功能,但是支撑功能不显着。（3）犬足垫的材料特性以及足垫的离散分布结构有利于其缓冲功能。通过在有限元软件中对单轴拉伸试验结果进行拟合,获取了足垫材料的超弹性模型及相关参数;采用动态机械分析仪对测试了足垫的粘弹特性。基于犬足部CT扫描结果,采用逆向工程建模技术重建了前足在矢状面方向和冠状面方向的有限元模型并进行了仿真计算,计算结果表明足垫的离散分布特征可以使足垫变形更加充分,延长作用时间,降低冲击力。（4）犬掌垫是由内外两层缓冲单元组成的缓冲系统。综合采用组织染色方法、扫描电子显微镜、核磁共振成像技术及逆向工程建模技术等多种方法对犬掌垫进行了系统研究。掌垫的内层缓冲单元是由真皮层和皮下组织内的胶原纤维层裹着脂肪团组成;掌垫的外层单元是由真皮层乳突嵌入到蜂窝状的复层上皮组织内形成,通过有限元仿真计算表明,掌垫外层单元具缓冲作用。（5）综合犬腿部关节运动规律和足部的结构、形态特征,本文提出犬腿‐足系统优异缓冲功能的展现是犬腿部多关节的运动耦合子系统和基于结构和形态的足部耦合子系统间耦合的结果,两子系统为犬腿‐足系统耦合的耦元,两者之间通过上下方位进行耦联,并通过非完全均衡组合式实现了冲击作用的逐级缓释,展现了整体的高效缓冲功能。（6）仿生耦合中底的设计制造及其性能测试。依据掌垫耦合缓冲模型设计仿生耦合缓冲单元,通过极差分析、正交多项式回归分析,确定了影响仿生耦合单元缓冲作用的主次因素依次为内嵌物弹性模量、内嵌物的高度、整个模型的高度;内嵌物弹性模量与仿生耦合单元缓冲作用呈非线性负相关,内嵌物高度、模型整体高度与仿生耦合单元缓冲作用呈非线性正相关。采用硅胶复模法制作了仿生耦合缓冲中底,并进行了性能测试试验研究,表明分布有仿生耦合缓冲单元的仿生鞋底具有较好的缓冲效果,但是仿生鞋底的穿着舒适性与仿生耦合单元的分布有关。
欧阳荣键[6]（2019）在《上颌骨爆炸冲击伤有限元动态仿真及生物力学机制的初步研究》文中提出现代军事战争的伤员中,大部分是爆炸伤伤员。过去几十年来,国际恐怖主义爆炸袭击的频率也越来越高。资料表明,恐怖主义爆炸事件在1999年至2006年期间在世界范围内上升了4倍,与这些行为有关的伤害在同一时间内增加了8倍。因此爆炸伤不仅是军队也是医护人员面临的一个重大而复杂的问题。传统的颌面部爆炸伤研究模型多采用动物、尸体及人工材料等,由于实验动物的解剖结构与人体相差较大,实验结果难以推及人体,尸体作为研究对象虽比较理想,但存在伦理学的限制,人工材料制成的模型在技术上难以达到人体颌面骨复杂的几何外形及生物力学特性。有限元方法（Finite Element Method,FEM）是将研究对象离散成一组有限个按一定方式相互联接的单元组合,即将研究对象无法直接求解的力学问题分解成多个简单的可求解问题。有限元法可用于多种条件下的仿真模拟,并可研究模型内部任意处的生物力学响应,根据研究需求输出多种形式的模拟结果。近些年来,随着计算机软硬件技术的突飞猛进,有限元法以其可重复性、便于参数化研究、低成本及不受道德伦理限制等独特的优势,已然成为比较理想的研究手段,在医学生物力学领域被普遍认可和广泛的应用。因此本文旨在利用有限元法重建人颅颌面骨有限元模型,赋予材料不同生物力学属性,设置边界条件及不同致伤条件,进行上颌骨爆炸冲击伤的仿真模拟,探讨爆炸冲击致伤条件下人上颌骨的生物力学响应,为研究上颌骨爆炸冲击伤提供理论依据和帮助。方法获取1名正常成年男性的头面部计算机X射线断层扫描（Computed Tomography,CT）影像资料,运用逆向工程法的思想,结合Mimics、Geomagic Studio及Hyper Mesh软件以无损伤的方式来建立人上颌骨爆炸冲击伤有限元模型。赋予骨组织、空气及炸药不同的材料参数,设置颞下颌关节为铰链运动,约束枕骨大孔下缘各节点所有自由度。炸药当量设置为500mg和1000mg两种当量,爆炸距离设定在鼻前棘水平正前方3cm和6cm两种距离。在LS-DYNA软件中执行模拟运算,并用LS-Pre Post软件以不同方式输出计算结果,并分析上颌骨爆炸冲击致伤过程中生物力学变化情况。结果1.建立了人颅颌面骨三维实体模型,模型几何形态与实体高度一致,各解剖结构详实且空间位置准确。2.建立了人颅颌面骨爆炸冲击伤三维有限元模型,骨组织及空气的单元数量分别为468319和157888,节点数量分别为112931和166979。3.动态模拟了不同载荷条件下人上颌骨损伤过程,得到骨损伤动态分布图、应力云图和应变云图。骨损伤形态与临床经典爆炸伤情相似。4.三种载荷条件下均显示,颧颞缝下缘C单元的Von Mises应力峰值最高、颧额缝前缘B单元次之、颧上颌缝眶下缘A单元最小,表明骨横截面较小的部位容易出现应力集中,这些部位出现的高应力区与临床中常见骨折位置相符。结论1.基于Mimics和Geomagic Studio软件的计算机逆向建模方法能建立人颅颌面骨三维实体模型,所建模型还原度高,时间成本低,应用前景广泛。2.采用Hyper Mesh和LS-DAYNA软件可以建立爆炸冲击伤有限元模型,并能有效地模拟不同载荷条件的致伤过程,有限元法还能通过多种方式显示和分析整个模拟过程。因此有限元法可作为探讨上颌骨爆炸冲击伤生物力学分析的研究工具。3.爆炸冲击波作用于颌面骨后,应力传递过程中在骨横截面较小部位出现了应力汇聚,这种应力传递的方式能够直观地说明为什么这些部位更容易发生骨折。4.爆炸距离和当量都是影响爆炸损伤的重要因素,此外,爆距的改变对骨损伤严重程度的影响较当量的改变更明显。
赵晓红[7]（2018）在《基于CT图像的颅骨三维重建技术的研究》文中研究指明据统计,每年因交通事故和意外受伤造成的颅骨损伤病人超过300万人,大部分损伤需要进行颅骨修复。随着计算辅助技术的进步与发展,为了更好的进行颅骨修复诊断、治疗、手术,人们对颅骨修复工作进行很多的研究。本文对颅骨CT图像进行研究,实现颅骨CT图像的三维重建模型,针对颅骨的三维重建模型实现颅骨的修复,并可通过3D打印技术将颅骨缺损进行实体仿真,这为颅骨的修复提供了更大的便利性及可行性。本文以颅骨CT图像为研究对象,分析CT图像的特点,采用图像处理算法对CT图像进行预处理,其中采用阈值分割进行阈值的设定提取颅骨特征结构,采用图像形态学中的腐蚀与膨胀对颅骨特征的边缘噪点进行检测。对预处理过的颅骨CT图像,进行三维模型的重建。采用MC算法重建,包括CT图像的导入与定位、阈值的分割、区域的增长以及3D的插值计算,计算出三维模型。对重建三维模型的修复,采用基于B样条曲线的曲面重构,重构出三维修复模型。对CT图像先进行二值化,再将二值化图像进行边缘处理,去掉边缘冗余信息,依据轮廓跟踪得到缺失颅骨轮廓,对缺失颅骨轮廓进行B样条插值与连接,进行B样条曲面重构,重构颅骨修复模型。通过3D打印技术打印颅骨三维重建模型以及颅骨修复模型的实体,进行实验的验证,为医疗诊断,学术教学以及颅骨修复手术等提供直观、立体的辅助参考。
聂晓明[8]（2015）在《膝关节腔体模型提取算法的研究与实现》文中提出相比于传统的开放式膝关节手术,膝关节镜手术具有创伤小、术后恢复快的优点,深受医生和患者的青睐。但是膝关节镜手术因为其创口小等特点,膝关节镜视野范围小,仅通过膝关节镜的成像,医生难以看清膝关节腔的全局,膝关节腔空间狭小、形状复杂导致该手术难度高。得益于医学成像技术和设备的发展,个性化患者数据的采集比以往更容易,数据的精确度更高。如何利用这些数据应用于定量化的术前规划和术中导航,是一个值得关注的课题。因此,为进一步量化分析膝关节腔环境,本文提出一种膝关节腔体模型的自动提取算法,论文主要从以下几个方面进行分析和研究。（1）静态膝关节腔体边界面的提取。针对患者医学影像数据三维重建得到的模型,计算三角面片法线与相邻组织结构的相交情况,选取种子面片,采用区域生长法提取膝关节腔体的边界面,检测边界面上的孔洞并进行修补,并对曲面边缘作光顺处理。（2）静态膝关节腔体的三维重建。将提取到的股骨下端面和胫骨上端面缝合成一个封闭的曲面,对比Loop细分和碟形细分的曲面细分效果,采取Loop细分模式对腔体表面进行光顺处理。然后使用三维布尔运算,将腔体进一步减去半月板、软骨和交叉韧带所占的空间。（3）膝关节运动和软组织形变建模。通过分析膝关节的运动特征,针对腔体空间的影响因素,分别建立计算模型：拟合股骨和胫骨轮廓线的多项式曲线,求得其曲线方程,通过曲线方程推导出胫骨位姿随膝关节屈曲角度变化的计算模型；分析膝关节运动过程中交叉韧带的形变情况,建立交叉韧带形变的动力学模型。（4）动态膝关节腔体的自动提取算法与实现。根据膝关节运动和软组织形变模型,提出动态膝关节腔体的自动提取算法,并构建实验环境,实现膝关节腔体的动态提取。本文创新点在于针对开放式的膝关节腔（膝关节腔侧面开放）,提出了一种可以提取动态膝关节腔体模型的算法。提取动态膝关节腔体时,综合考虑胫骨位姿的调整和交叉韧带的形变对膝关节腔体空间的影响。针对膝关节镜手术中膝关节运动特征,定量分析膝关节不同屈伸角度下胫骨位姿和交叉韧带形变,进而计算膝关节腔体空间,实现动态膝关节腔的提取,为膝关节腔体的量化分析提供了数据来源。
方奥[9]（2014）在《基于反求工程的人工骨三维重建研究》文中研究指明目前,人工关节主要是按标准系列生产,但由于患者关节存在外形、尺寸等各种各样的差异,人工关节假体与骨骼不能形成紧密的匹配,从而使负荷传递、应力分布偏离正常水平,易导致术后并发症,降低人工关节的使用寿命。因此,精确获取病患骨的相关几何参数,设计并制造个性化的人工关节对提高患者假体与骨的匹配程度,从而提高人工关节使用寿命具有十分重要的意义。首先,本工作以人体下肢的CT切片为原始数据,利用反求工程技术对人体下肢的骨骼进行三维重构,实现由二维图像向三维立体图形的转化。三维重建过程中,通过图像处理,以及NURBS曲面的拟合生成了三维实体模型。并且将所获得的实体模型与所获得的初始点云进行了对比,确保了模型的精度。将所获得的CAD模型以STL格式输出,可以输入到快速原型机加工出骨骼实体。完成了CAD/CAM的接口的建立,实现人工骨骼由设计到制造的一体化。为个性化人工关节的设计和制造提供模型基础及几何设计依据,为其能在临床上得以应用提供科学理论依据并奠定坚实的基础。其次,髋关节是人体所受载荷最大的关节之一,而在髋关节中股骨起着最重要的作用。本工作将三维重构获得的股骨实体模型进行有限元网格划分并进行仿真分析。将与股骨相连接的肌肉对股骨的作用力进行了合并与简化,股骨本身的材料也简化为分布均匀且各向同性的材料。研究了人体站立及行走两种情况下,股骨的应力应变。仿真结果显示,应力集中部分主要是股骨干的中下端部位。在站立时,股骨内侧压应力为20.8MPa,而股骨的外侧所受的拉应力为18.5Mpa。在行走时,股骨的内侧压应力值为27MPa,外侧的拉应力为20MPa。人体在运动过程中,对股骨的受载情况以及容易发生骨折的部位进行了分析讨论,从而为人工关节的性能方面提供了一定的理论依据。
李斐林[10]（2011）在《数字化牙齿模型修复的相关算法研究》文中研究表明随着计算机辅助设计技术、计算机辅助制造技术、图形数字化采集技术、虚拟现实技术等学科的不断发展壮大以及这些学科的相互融合,计算机技术已经越来越多地渗透于医学各领域的教学、科研和临床应用的各个方面。随着测量技术地发展及普及,人们能够很方便地获取数字化牙齿模型,其在口腔临床诊断和治过程中起着重要作用。但因牙齿本身存在龋齿,或牙齿石膏模型存在破损,以及在测量过程中因夹具或支撑的遮挡等各种因素,都会导致测量数据的不完整,最终导致数字化牙齿模型存在一定的孔洞,本文主要研究了数字化牙齿模型的修复相关技术。数字化牙齿模型的数据获取及三维重建是修复的前提条件,本文使用交互式医学影像控制系统Mimics对下半头颅的原始CT图像进行三维重建,并进一步处理得到了牙齿三维模型的表面数据及本文实验所需的牙齿三角网格模型。本文给出一种改进的网格生长牙齿孔洞修补方法。通过研究孔洞边界检测算法,本文改进了基于点的检测算法,使得检测到的孔洞边界排列有序。在牙齿网格孔洞修补方面,本文使用网格生长法及最小角原则,从孔洞前沿开始根据设定的规则新增三角面片,并更新孔洞边界,逐步收缩孔洞直至新产生的三角面片覆盖整个孔洞区域。针对最小角原则可能导致修补过程主要集中于孔洞的某一侧,或新增的三角面片过小,最终使得修补结果在网格质量和修补形状方面不能满足要求的问题,给出了一种简单的增加判定条件的解决方法,使最终的修补结果在网格质量和修补形状方面能基本满足要求。本文还提出了一种结合曲面特征和拟合的牙齿模型修补方法。在三角网格修补过程中使用周围曲面特征,包括密度特征及法矢曲率信息,对新增点重新计算进行调整。对边界顶点及新增顶点设定规模属性来标记其周围网格的密度,在网格生长的过程中,把原有三角网格的密度信息传递至补丁网格内部,使得补丁网格与周围网格有着较为相近的密度。根据周围网格顶点的法矢及方向曲率重新计算新增点的位置,使新增的三角形能较好地修补出缺失部分的形状,在未经后续优化处理的情况下,可以得到较好质量的修补网格。最后,本文采用多张B样条曲面,对已修补好的牙齿网格进行拟合,得到牙齿表面的连续曲面表示,便于后续几何处理。
二、应用B-样条技术重建颅颌骨的三维形态（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、应用B-样条技术重建颅颌骨的三维形态（论文提纲范文）
（1）基于等几何方法的踝关节生物力学模拟与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 踝关节有限元分析 |
| 1.2.2 等几何分析 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 相关理论与技术 |
| 2.1 有限元分析 |
| 2.1.1 基本思想 |
| 2.1.2 等参思想 |
| 2.1.3 网格细化 |
| 2.1.4 等效弱形式 |
| 2.1.5 伽辽金方法 |
| 2.1.6 矩阵方程及全局组装 |
| 2.1.7 接触设置 |
| 2.1.8 整体步骤 |
| 2.2 B样条和NURBS样条 |
| 2.2.1 B样条基函数 |
| 2.2.2 B样条基函数的导数 |
| 2.2.3 B样条曲面以及实体 |
| 2.2.4 NURBS |
| 2.3 等几何分析基本流程 |
| 2.4 等几何方法与有限元方法的对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 提取韧带模型后的踝关节有限元分析 |
| 3.1 韧带三维模型构建 |
| 3.1.1 数据采集 |
| 3.1.2 图像预处理 |
| 3.1.3 韧带分割 |
| 3.2 踝关节三维模型建立 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 材料赋值 |
| 3.3.2 接触模拟 |
| 3.3.3 边界条件和载荷设置 |
| 3.4 实验分析 |
| 3.4.1 对比实验设置 |
| 3.4.2 踝关节有限元模型的有效性评估 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于等几何分析的踝关节力学仿真 |
| 4.1 方法设计 |
| 4.1.1 踝关节体参数化模型构建 |
| 4.1.2 等几何分析 |
| 4.2 实验分析 |
| 4.2.1 实验环境 |
| 4.2.2 实验设置 |
| 4.2.3 评估标准 |
| 4.2.4 结果分析 |
| 4.2.5 模拟踝关节外侧韧带损伤对踝关节稳定性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 踝关节力学模拟分析系统设计与实现 |
| 5.1 系统应用背景及需求 |
| 5.2 系统总体结构设计 |
| 5.3 系统实现 |
| 5.3.1 模块实现 |
| 5.3.2 实例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果目录 |
| 致谢 |
（2）基于水平集的CBCT牙冠全自动分割（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作背景与意义 |
| 1.1.1 CBCT技术背景 |
| 1.1.2 牙齿分割背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 水平集研究现状 |
| 1.2.2 牙齿分割现状 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 1.3.1 研究内容和创新点 |
| 第二章 CBCT数据特征及预处理 |
| 2.1 CBCT成像原理 |
| 2.1.1 CBCT数据类型 |
| 2.2 CBCT数据预处理 |
| 2.2.1 CBCT图像的光滑去噪 |
| 2.2.2 CBCT中植入物剔除 |
| 2.2.3 分段线性灰度变化 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于水平集的医学图像分割 |
| 3.1 水平集理论 |
| 3.1.1 基于区域的水平集框架 |
| 3.1.2 基于边缘的水平集框架 |
| 3.2 距离正则化水平集 |
| 3.3 乘性固有成分优化模型 |
| 3.4 牙齿结构介绍 |
| 3.5 U-Net模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 单齿牙冠全自动快速水平集分割 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 初始化处理 |
| 4.2.1 初始层选取 |
| 4.2.2 边界处灰度信息处理 |
| 4.3 结合MICO的水平集模型 |
| 4.3.1 MICO模型的构建 |
| 4.3.2 单齿快速水平集分割方法 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全口腔牙冠的全自动分割 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改进水平集的约束项 |
| 5.3 引入MICO的互斥水平集模型 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.5 全口腔的三维展示 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）面向医学影像增强显示的配准技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 相关领域国内外研究现状 |
| 1.3.1 图像配准国内外研究现状 |
| 1.3.2 增强现实国内外研究现状 |
| 1.4 研究技术研究路线及章节内容安排 |
| 第2章 基于AR的RFA手术导航系统设计 |
| 2.1 相关技术概述 |
| 2.1.1 4D-CT成像技术与特点 |
| 2.1.2 肝脏CT成像特点 |
| 2.1.3 RFA手术概述 |
| 2.2 基于AR的RFA手术导航系统的研究与设计 |
| 2.2.1 基于AR的手术导航系统的需求分析 |
| 2.2.2 基于AR的手术导航系统设计 |
| 2.3 基于AR的RFA手术导航系统硬件平台搭建 |
| 2.4 4D-CT数据采集实验设计 |
| 2.4.1 4D-CT数据采集实验需求分析与设计 |
| 2.4.2 4D-CT数据采集过程及结果 |
| 2.5 数据分割与重建 |
| 2.6 4D-CT重建数据输出 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于样条变换的4D-CT配准算法研究与实现 |
| 3.1 基于样条变换的4D-CT影像配准算法流程设计 |
| 3.2 数据分析与预处理 |
| 3.2.1 数据来源 |
| 3.2.2 数据分析 |
| 3.2.3 数据预处理 |
| 3.3 图像网格化 |
| 3.3.1 初始网格设计 |
| 3.3.2 空间域规划 |
| 3.3.3 空间域变换 |
| 3.4 B样条形变 |
| 3.4.1 B样条形变参数设计 |
| 3.4.2 B样条变换实现 |
| 3.5 灰度值赋值 |
| 3.6 相似性测度 |
| 3.6.1 相似性测度计算 |
| 3.6.2 相似性测度迭代 |
| 3.7 实验结果与分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于点云对齐的4D-CT配准算法研究与实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于点云对齐的4D-CT影像配准算法流程设计 |
| 4.3 点云提取 |
| 4.4 目标区域寻优算法 |
| 4.4.1 目标区域寻优算法设计 |
| 4.4.2 目标区域寻优算法实现 |
| 4.5 基于点云变换的配准 |
| 4.5.1 ICP配准算法设计 |
| 4.5.2 ICP配准算法实现 |
| 4.6 ICP优化后的B样条配准结果 |
| 4.7 本章小节 |
| 第5章 空间配准及交互运动补偿模块设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空间配准模块设计 |
| 5.2.1 空间坐标转化模块设计 |
| 5.2.2 空间配准模块设计 |
| 5.3 运动补偿模块 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 AR导航系统搭建与RFA穿刺实验 |
| 6.1 基于AR导航系统的穿刺实验环境搭建 |
| 6.2 实验数据采集与处理 |
| 6.3 基于AR导航系统的穿刺实验过程及结果分析 |
| 6.3.1 空间配准实现 |
| 6.3.2 图像配准实现 |
| 6.3.3 对比实验 |
| 6.3.4 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要研究成果 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 一、攻读学位期间发表的论文 |
| 二、攻读学位期间获得的奖项 |
| 三、参加的科研项目 |
（4）基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 缺失牙齿修复方法研究现状 |
| 1.2.2 牙齿三维重建技术研究现状 |
| 1.2.3 缺失牙齿三维重建方法研究现状 |
| 1.2.4 缺失牙齿三维重建研究存在的问题 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第2章 基于镜像建模的缺失牙齿点云建模 |
| 2.1 镜像建模方法 |
| 2.2 螺旋CT图像获取及预处理 |
| 2.2.1 螺旋CT图像获取 |
| 2.2.2 螺旋CT图像预处理 |
| 2.3 基于Mimics的缺失牙齿镜像模型建立 |
| 2.4 基于Geomagic的缺失牙齿点云模型建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于逆向工程的缺失牙齿三维建模 |
| 3.1 逆向工程方法 |
| 3.2 基于Imageware的缺失牙齿曲面模型建立 |
| 3.2.1 点云模型的处理 |
| 3.2.2 特征曲线的识别 |
| 3.2.3 特征曲面的构建 |
| 3.2.4 曲面模型的评价 |
| 3.3 基于SolidWorks的缺失牙齿三维模型建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 缺失牙齿重建模型的有限元仿真 |
| 4.1 有限元方法 |
| 4.2 缺失牙齿有限元模型建立 |
| 4.2.1 导入三维模型 |
| 4.2.2 赋予材料属性 |
| 4.2.3 划分单元格 |
| 4.3 缺失牙齿有限元仿真设置 |
| 4.3.1 添加约束 |
| 4.3.2 加载载荷 |
| 4.4 缺失牙齿有限元仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 缺失牙齿重建模型的实验验证 |
| 5.1 缺失牙齿重建模型的加工制造 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.2.1 实验原理 |
| 5.2.2 实验器材 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文及研究成果清单 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）犬腿-足系统的多元耦合缓冲机理及其仿生研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 犬的运动以及足垫国内外研究现状 |
| 1.2.1 运动力学测试技术研究现状 |
| 1.2.1.1 运动学测试技术研究现状 |
| 1.2.1.2 动力学测试研究现状 |
| 1.2.2 犬的运动学研究现状 |
| 1.2.3 足垫的研究现状 |
| 1.3 仿生学的发展现状 |
| 1.3.1 单元仿生 |
| 1.3.2 耦合仿生 |
| 1.4 仿生缓冲技术的应用现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 犬肢体运动特性及其缓冲策略研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 犬运动学数据采集 |
| 2.2.1 犬肢体解剖学特征 |
| 2.2.2 试验对象及试验设备 |
| 2.2.3 试验准备与测试 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.3.1 前肢运动学特征与缓冲策略研究 |
| 2.3.1.1 前肢运动学特征分析 |
| 2.3.1.2 犬前肢的触地缓冲策略研究 |
| 2.3.2 后肢运动学特征与触地缓冲策略研究 |
| 2.3.2.1 后肢运动学特征分析 |
| 2.3.2.2 犬后肢落地缓冲策略研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 犬前掌垫与后掌垫的生物力学功能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及数据采集 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 犬前足与后足垂直地反力峰值分析 |
| 3.3.2 犬前后足垫的接触面积分析 |
| 3.3.3 犬足底平均压强分析 |
| 3.3.4 犬掌垫刚度的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 犬足垫的材料力学性能与离散结构功能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 足垫的材料力学性能测试 |
| 4.2.1 足垫材料的拉伸测试 |
| 4.2.2 足垫材料的力学本构模型研究 |
| 4.2.2.1 常用的超弹性本构模型 |
| 4.2.2.2 数据拟合结果 |
| 4.2.3 足垫材料的动态性能测试 |
| 4.3 犬足部三维建模 |
| 4.3.1 CT图像成像原理 |
| 4.3.2 试验设备及图像采集 |
| 4.3.3 犬足部三维实体重建 |
| 4.3.3.1 逆向工程建模技术 |
| 4.3.3.2 图像处理与三维建模 |
| 4.4 犬足垫离散结构的有限元分析 |
| 4.4.1 犬前足几何模型 |
| 4.4.2 有限元建模前处理 |
| 4.4.3 计算结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 犬掌垫的内部结构及缓冲机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 犬掌垫组织成分与内部结构研究 |
| 5.2.1 组织切片与染色分析 |
| 5.2.2 扫描电镜 |
| 5.2.3 犬掌垫三维模型建立 |
| 5.2.3.1 MRI成像原理 |
| 5.2.3.2 图像采集与试验结果 |
| 5.2.3.3 掌垫的材料、结构特征与其刚度的关联性分析 |
| 5.3 脂肪组织和真皮组织的材料性能测试 |
| 5.3.1 剪切波弹性成像原理 |
| 5.3.2 试验测试与结果 |
| 5.4 犬爪垫微观结构的有限元仿真建模与功能分析 |
| 5.4.1 模型建立与前处理 |
| 5.4.2 对比模型与材料敏感性分析 |
| 5.4.3 计算结果与分析 |
| 5.5 犬腿-足系统多元耦合缓冲机理综合分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 仿生耦合中底的设计制造与性能测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 犬足垫非线性力学性能及其影响因素分析 |
| 6.2.1 犬掌垫的机械性能测试 |
| 6.2.2 掌垫横截面面积梯度变化对其力学非线性影响 |
| 6.3 仿生耦合缓冲单元设计 |
| 6.3.1 极差分析 |
| 6.3.2 仿生耦合缓冲单元的正交回归多项式研究 |
| 6.3.2.1 试验方案设计 |
| 6.3.2.2 仿真试验结果与分析 |
| 6.4 仿生耦合中底的设计与制造 |
| 6.4.1 仿生耦合中底的设计 |
| 6.4.2 仿生耦合中底的制造 |
| 6.5 仿生耦合中底的缓冲性能测试 |
| 6.5.1 试验对象与测试方法 |
| 6.5.2 试验结果与分析 |
| 6.5.2.1 峰值压力 |
| 6.5.2.2 压力-时间积分 |
| 6.5.2.3 峰值压强和均值压强 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）上颌骨爆炸冲击伤有限元动态仿真及生物力学机制的初步研究（论文提纲范文）
| 中英文缩写对照一览表 |
| abstract |
| 中文摘要 |
| 前言 |
| 第一部分 人颅颌面骨三维实体模型的建立 |
| 1.1 资料与方法 |
| 1.2 结果 |
| 1.3 讨论 |
| 第二部分 人颅颌面骨爆炸冲击伤三维有限元模型的建立及运算 |
| 2.1 资料与方法 |
| 2.2 结果 |
| 2.3 讨论 |
| 第三部分 人上颌骨爆炸冲击伤有限元模拟的生物力学分析 |
| 3.1 资料与方法 |
| 3.2 结果 |
| 3.3 讨论 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 文献综述有限元分析在全身爆炸冲击伤中的应用 |
| 参考文献 |
| 课题相关科研成果及论文发表情况 |
| 致谢 |
（7）基于CT图像的颅骨三维重建技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 图像分割研究现状 |
| 1.2.2 三维重建技术研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 CT图像与图像处理算法 |
| 2.1 CT图像 |
| 2.1.1 CT图像特点 |
| 2.1.2 DICOMCT图像 |
| 2.1.3 颅骨CT图像 |
| 2.2 CT图像分割 |
| 2.2.1 阈值分割 |
| 2.2.2 轮廓跟踪 |
| 2.3 CT图像形态学处理 |
| 2.3.1 腐蚀与膨胀 |
| 2.3.2 闭运算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 颅骨CT图像的重建 |
| 3.1 建模算法研究 |
| 3.2 Mimics软件MC算法实现 |
| 3.2.1 Mimics软件 |
| 3.2.2 MC算法原理 |
| 3.3 三维建模过程 |
| 3.3.1 CT数据的导入以及定位 |
| 3.3.2 CT图像阈值分割 |
| 3.3.3 CT图像区域增长 |
| 3.3.4 CT图像三维模型的生成 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于B样条的颅骨修复重建 |
| 4.1 颅骨缺损 |
| 4.1.1 颅骨缺损类型 |
| 4.1.2 颅骨缺损修复方法 |
| 4.2 B样条曲面对缺损颅骨重建 |
| 4.2.1 B样条曲线理论 |
| 4.2.2 B样条曲面重建理论 |
| 4.2.3 B样条曲面重建过程 |
| 4.3 B样条提取缺失轮廓 |
| 4.3.1 阈值分割图像 |
| 4.3.2 边缘处理 |
| 4.3.3 轮廓提取 |
| 4.4 B样条对缺失轮廓插值 |
| 4.5 B样条对缺失轮廓连接 |
| 4.6 B样条对缺失轮廓曲面重构 |
| 4.7 实验的结果与分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）膝关节腔体模型提取算法的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 静态膝关节腔体表面自动提取算法 |
| 2.1 膝关节模型三维重建及腔体提取算法描述 |
| 2.1.1 膝关节三维模型的重建 |
| 2.1.2 腔体表面提取算法描述 |
| 2.2 种子选取策略 |
| 2.2.1 种子的选取条件 |
| 2.2.2 法线与三角面片的相交计算 |
| 2.2.3 八叉树包围盒的建立 |
| 2.3 区域生长法 |
| 2.4 孔洞的识别和修补 |
| 2.4.1 边界的检测和孔洞的识别 |
| 2.4.2 孔洞的修补 |
| 2.5 曲面边缘光顺 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 静态膝关节腔体模型的三维重建 |
| 3.1 曲面的缝合 |
| 3.2 曲面的三角形细分光顺 |
| 3.2.1 曲面细分的定义 |
| 3.2.2 Loop细分模式 |
| 3.2.3 碟形细分模式 |
| 3.2.4 细分模式的选择 |
| 3.3 三维空间的布尔运算 |
| 3.3.1 布尔运算的定义 |
| 3.3.2 三角形与三角形的相交计算 |
| 3.3.3 相交三角形的剖分 |
| 3.3.4 判断三角形与实体的包含关系 |
| 3.3.5 布尔运算实验效果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 膝关节运动与软组织形变建模 |
| 4.1 膝关节的运动特征 |
| 4.2 胫骨位姿的计算 |
| 4.2.1 胫骨的旋转分析 |
| 4.2.2 股骨和胫骨轮廓线的多项式拟合 |
| 4.3 交叉韧带的形变 |
| 4.3.1 交叉韧带形变的物理模型 |
| 4.3.2 基于质点-弹簧模型的拓扑结构 |
| 4.3.3 交叉韧带形变的动力学模型 |
| 4.3.4 交叉韧带运动生物力学 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动态膝关节的腔体自动提取实现 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 动态膝关节腔体提取实现 |
| 5.2.1 提取方法与流程 |
| 5.2.2 模型文件的读入和数据处理 |
| 5.2.3 股骨和胫骨轮廓线的拟合 |
| 5.2.4 动态膝关节腔体的重建和输出 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 展望与设想 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）基于反求工程的人工骨三维重建研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 反求工程 |
| 1.2.1 图像数据采集 |
| 1.2.2 图像数据预处理 |
| 1.2.3 曲面重构 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 1.5 论文创新点 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 图像处理及阈值分割 |
| 2.2 三维重建 |
| 2.3 曲面缝合与有限元分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 图像采集与处理 |
| 3.1 CT图像的采集 |
| 3.1.1 传统X线法 |
| 3.1.2 螺旋CT法 |
| 3.2 图像质量的评价 |
| 3.2.1 图像的评价方法 |
| 3.2.2 图像的格式 |
| 3.3 图像预处理 |
| 3.3.1 滤波处理 |
| 3.3.2 图像锐化处理 |
| 3.4 人体下肢CT图像的处理 |
| 3.4.1 滤波去噪处理 |
| 3.4.2 锐化处理 |
| 3.4.3 阈值分割及计算 |
| 3.4.4 区域增长运算 |
| 3.4.5 动脉的去除 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 人体下肢的三维重建 |
| 4.1 曲线、曲面的函数及其性质 |
| 4.1.1 B样条曲线及曲面 |
| 4.1.2 NURBS曲线及曲面 |
| 4.2 曲线、曲面和曲片面的拟合 |
| 4.2.1 曲线拟合 |
| 4.2.2 曲面拟合 |
| 4.2.3 曲面片的拟合 |
| 4.3 点云数据的处理 |
| 4.3.1 平滑处理 |
| 4.3.2 点云的精简 |
| 4.3.3 点云的网格化 |
| 4.3.4 点云数据的划分 |
| 4.4 曲面片的创建 |
| 4.4.1 轮廓线的建立与调整 |
| 4.4.2 曲面片的分割 |
| 4.5 栅格的建立与NURBS曲面拟合 |
| 4.6 曲面的缝合 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 仿真分析 |
| 5.1 人体下肢关节 |
| 5.1.1 骨的性质 |
| 5.1.2 骨所承受的载荷 |
| 5.1.3 下肢骨 |
| 5.1.4 股骨 |
| 5.2 股骨有限元分析 |
| 5.2.1 人体站立时的仿真分析 |
| 5.2.2 人体行走时的仿真分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）数字化牙齿模型修复的相关算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数字化牙齿模型的获取及其应用 |
| 1.1.1 数字化牙齿模型数据的获取 |
| 1.1.2 数字化牙齿模型的应用 |
| 1.2 三维孔洞修补技术 |
| 1.2.1 基于体素的修补技术 |
| 1.2.2 基于曲面的修补技术 |
| 1.3 本文的选题背景及意义 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文的组织结构 |
| 第二章 基于Mimics的三维模型表面数据提取和网格处理 |
| 2.1 Mimics系统概述 |
| 2.2 Mimics系统的应用 |
| 2.3 Mimics相关基本概念 |
| 2.4 牙齿三维模型表面数据提取和网格处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改进的网格生长牙齿孔洞修补方法 |
| 3.1 三角网格基本概念 |
| 3.2 牙齿孔洞边界检测 |
| 3.3 牙齿孔洞修补算法 |
| 3.3.1 孔洞多边形特征面的建立及坐标系转换 |
| 3.3.2 计算孔洞多边形夹角 |
| 3.3.3 新增三角面片 |
| 3.4 补丁网格的优化与细分 |
| 3.4.1 基于Delaunay三角网准则的补丁网格优化 |
| 3.4.2 补丁网格细分 |
| 3.5 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结合曲面特征和拟合的牙齿模型修补方法 |
| 4.1 基于密度调整的修补方法 |
| 4.2 基于曲率调整的修补方法 |
| 4.2.1 三维空间的矢量几何变换 |
| 4.2.2 边界顶点的法矢估算 |
| 4.2.3 基于Laplacian坐标的边界顶点凹凸性分类 |
| 4.2.4 新增点的位置调整 |
| 4.3 牙齿表面的多张B样条曲面最小二乘拟合 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作的总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 详细摘要 |
四、应用B-样条技术重建颅颌骨的三维形态（论文参考文献）
- [1]基于等几何方法的踝关节生物力学模拟与分析[D]. 徐晓丹. 东华大学, 2021(01)
- [2]基于水平集的CBCT牙冠全自动分割[D]. 李茜. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]面向医学影像增强显示的配准技术研究与实现[D]. 汤雯洁. 武汉理工大学, 2020(08)
- [4]基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建研究[D]. 夏新苗. 山东大学, 2020(12)
- [5]犬腿-足系统的多元耦合缓冲机理及其仿生研究[D]. 苗怀彬. 吉林大学, 2020(08)
- [6]上颌骨爆炸冲击伤有限元动态仿真及生物力学机制的初步研究[D]. 欧阳荣键. 中国人民解放军陆军军医大学, 2019(03)
- [7]基于CT图像的颅骨三维重建技术的研究[D]. 赵晓红. 哈尔滨理工大学, 2018(01)
- [8]膝关节腔体模型提取算法的研究与实现[D]. 聂晓明. 广东工业大学, 2015(10)
- [9]基于反求工程的人工骨三维重建研究[D]. 方奥. 兰州理工大学, 2014(10)
- [10]数字化牙齿模型修复的相关算法研究[D]. 李斐林. 杭州电子科技大学, 2011(01)