基于CT图像反求技术的人体股骨头修复建模

提出了一种基于CT图像反求技术的髋关节建模和缺损股骨头修复建模的新方法.利用基于模型的分割方法从人体髋关节CT图像中分别提取股骨和髋臼骨轮廓三维点数据,通过对离散点云数据进行规则化处理、精简、分割等,提取目标区域点云数据,最后利用最小二乘法拟合对因病变而发生塌陷的股骨头表面进行修复重建,恢复其健康状态的球面形态特征.利用两例不同程度的股骨头坏死病例进行修复实验,均得到较精确的修复还原效果.该方法不仅可以很好地重构人体髋关节模型、还原缺损股骨头的原始形态,而且可以推广到其他关节或骨组织,为骨科手术的精确定位和生物力学有限元分析提供了理论模型,并为关节假体的个体化快速制造提供了一种有效的方法.     

髋臼软骨参数化曲面模型

为了提高髋关节模拟研究精度,提出一种基于逆向工程技术建立和验证髋臼软骨参数化曲面模型的新方法.首先通过激光扫描获得髋臼软骨表面完整的几何信息———点云数据;然后通过髋臼三维坐标系的建立与坐标变换,实现髋臼点云坐标的归一化;最后运用优化拟和方法建立了一种新型的髋臼软骨参数化曲面模型,并将这种新模型与传统球面模型进行了解剖匹配度(即模型与真实髋臼软骨面之间平均偏离距离)的统计分析.结果表明,新模型的解剖匹配度显著高于传统的球面模型(P<0.001),尤其在髋臼软骨的臼顶区域新模型较球面模型更具精确的解剖匹配.     

基于3D-CT图像的髋脱位定量智能诊断方法

根据正常状态下股骨头与髋臼月状面所在球面同心的原理,结合三维图像分割与球面拟合两种主要思想以及细节的算法处理,提出一种有效的髋脱位定量辅助诊断方法.首先将髋臼与股骨头三维分割,获取各自的独立数据;提取髋臼与股骨头表面数据并剔除误差点后,利用最小二乘法分别拟合出股骨头表面和髋臼月状面所在的球面,并通过两球面的球心距数值确定髋臼是否脱位.实验结果表明,此方法判断结果有效,同时可计算出髋臼复位需要移动的距离,提高诊断精度.     

基于双目视觉和主动光源的河工模型三维地形测量方法

针对河工模型三维地形测量需要,提出了一种基于双目视觉和主动光源的非接触多点测量方法.首先,利用传统的DLT模型(Direct Linea Transformation)估算图像主点坐标,再借助考虑畸变矫正逐步补偿的非线性优化方法标定出相机的内外参数;其次,通过图像形态学处理提取点阵光斑的质心坐标,根据定位光斑与其余光斑的位置关系精确匹配出左右两幅图像中的同名斑点;最后,利用超定线性方程组计算点阵光斑的三维坐标,插值重构出河工模型的三维地形图.该方法装置简单,测量速度快,测量精度达0.2mm,具有良好的推广前景.     

港口集装箱自主识别定位技术

针对港口集装箱自动装卸问题,结合双目视觉和深度学习技术,设计了一种基于Faster R-CNN(faster regions with convolutional neural network)模型的集装箱三维识别定位方法。首先利用双目摄像头采集装箱图像,用于训练Faster R-CNN模型,然后使用该模型检测图像中的集装箱目标,对识别出的目标添加矩形框,并提取其中心点图像坐标,接着通过对双目摄像头进行标定和匹配,获取集装箱矩形框中图像坐标点的深度,实现对集装箱的三维定位,最后将集装箱的三维坐标转换到轮胎吊吊具坐标系下,获得所有集装箱目标中心和吊具中心距离。实验结果表明,系统运行速度可以达到30 fps,平均定位误差在5 mm以内,系统可以有效解决集装箱三维实时识别和定位问题,提升港口集装箱自动化装卸能力。     

基于角点匹配的鲁棒图像镶嵌方法

为了获取场景的宽视场表示,提出了一种鲁棒的图像镶嵌方法.该方法对图像序列中的各个图像进行角点提取,再利用归一化相关方法进行角点的初始匹配.由于初始匹配中包含有大量的出格点,直接采用最小二乘法得不到正确的图像平面间的变换模型参数,为此,采用了鲁棒随机采样算法来估计图像平面间的变换模型参数.该算法能够有效地剔除初始匹配中的出格点,获得精确的匹配点子集.然后利用这些精确匹配的点集来计算变换模型参数,从而实现了图像的正确镶嵌.整个过程无需人工干预,均由计算机自动完成.对真实图像的试验结果表明了该方法的有效性.     

棋盘格图像角点坐标亚像素提取方法

针对基于视觉测量的物体位姿测量系统要求标定系统精度较高的需求,提出了一种自动识别和亚像素提取黑白平面棋盘格模板图像内部角点的方法.该方法在详细分析了棋盘格图像局部特性的基础上,建立了准确高效的改进SUSAN角点检测算法和精确的亚像素级提取角点坐标的方法,计算出总体标定误差为0.2个像素.通过实验验证了该算法的可行性和有效性,能够为高精度标定系统提供可靠数据.     

基于Kinect的隔空人手键盘输入

近年来,随着三网融合概念的兴起,家庭多媒体设备功能的日趋完善,其控制与使用也变得越来越复杂,如何使家庭多媒体设备控制实现简单化、统一化、易用化成为相关行业亟待解决的问题.通过人们手指细微的运动,更使用户能够直接快速地完成空间键盘输入的功能,从而极大地提高用户的操作体验.Kinect作为一种新型的体感设备,可以获得精确的RGB图像信息和深度图像信息,是准确快速地获得用户的指尖定位成为可能.本系统通过深度图和RGB图相结合的方法,进行手型分割.通过指尖检测所得二维指尖坐标,反向求出指尖点的三维空间坐标.对于由指尖点、凹缺陷点和掌心点所组成的手部三维空间模型,判定计算键盘输入行为.此系统基本实现了隔空键盘输入的功能,但在边缘区域的识别率相对较低.     

一种基于视觉测量障碍高度的车载摄像机标定新方法

从摄像机针孔成像几何模型入手,根据像点与物点之间的线性关系,进而分析车载摄像机景物点的图像坐标与实际坐标之间的关系,研究发现无法通过建立图像坐标与实际坐标之间的映射关系测量出景物的高度。基于此提出了一种新的摄像机标定方法,通过插值法和最小二乘法建立景物的图像高度(景物顶点的图像纵坐标与其在地面上投影点的图像纵坐标之差)与实际高度之间的映射关系,即车载摄像机标定的模型;并对该模型进行测试。测试结果最大偏差为0.078 75 cm,最小偏差为0.013 99 cm,平均偏差为0.034 79 cm,精度可达到0.11%。经验证该方法可精确地测量出障碍的高度,具有一定的实用性及可行性,适合车载摄像机标定,有助于汽车辅助驾驶系统的研究。     

三维重建和体积测量法预测股骨头坏死的塌陷

目前尚没有统一的确定股骨头坏死病灶的大小和部位的方法,导致对股骨头坏死的治疗方案存在争议。该文利用三维重建技术对坏死股骨头的M R I影像进行重构,获得坏死股骨头的三维几何模型,并由几何模型测量得到股骨头及坏死病灶的体积,同时进行临床实验获得真实坏死股骨头的体积数据。通过对38髋病人股骨头的计算机几何模型数据与临床实验数据的统计分析,讨论了股骨头坏死病灶大小和部位与股骨头塌陷的关系。结果表明,该方法可用于指导选择最佳的临床治疗方案。     

一种新的兔髋关节腔注射给药方法介绍

兔为股骨头坏死常用的实验动物模型,但目前缺少可行且规范的兔髋关节腔注射给药方法.与传统腹股沟入路不同,本研究在动物实验基础之上,根据兔的解剖特征,内收髋关节以扩大关节间隙,精准定位,从背侧入路,避开神经和血管,探索了一种新的兔髋关节腔注射给药方法.结果 表明,该方法操作简便,严格按照操作步骤即可将药物顺利注入兔髋关节腔...     

内固定加带血管肌蒂骨瓣移植治疗股骨颈骨折

目的:研究提高股骨颈骨折愈合率、降低股骨头坏死率的治疗手段 方法:采用切开复位、中空加压螺纹钉、骨圆针内固定加带旋股外侧动脉升支和阔筋膜张肌蒂髂骨瓣植骨治疗股骨颈移位骨折 结果:术后随访1～9年共46例,发生骨折不愈合3例、股骨头缺血坏死4例,其他无严重并发症 根据X光片和功能恢复情况分析:优24例(占52.17%)、良15例(占32.61%)、可3例(占6.52%)、差4例(占8.70%),功能恢复满意率为91.30% 结论:带旋股外侧动脉升支血管和阔筋膜张肌蒂髂骨瓣移植给缺血的股骨头引入血供,能促进股骨颈骨折愈合,减少股骨头缺血性坏死和骨折不愈合     

老年股骨颈骨折的手术治疗

老年股骨颈骨折是老年人最常见骨折之一．因其解剖特点,股骨颈骨折极易并发骨折不愈合和股骨头坏死,使得治疗颇为棘手．近年来,股骨颈骨折手术治疗方法有了很大改进,包括：内固定、骨瓣移植、人工股骨头置换、人工全髋关节置换等．笔者就各种术式适应证、优缺点、效果及并发症等进行了综述．     

老年人骨质疏松性髋部骨折的治疗初探

目的探讨老年骨质疏松性髋部骨折的临床诊治方法及疗效。方法自2005年4月～2010年3月共治疗70岁以上（70—96岁）骨质疏松性髋部骨折100例,其中男39例,女61例。骨折类型：股骨颈骨折71例,股骨粗隆间骨折29例。其中手术治疗92例,保守治疗8例。其中股骨粗隆间骨折DHS内固定20例,保守治疗8例,人工股骨头置换1例;股骨颈骨折71例人工股骨头置换33例,全髋置换38例。本组患者同时配合抗骨质疏松药物治疗。结果本组所有患者手术顺利进行,术后伤口均一期愈合。本组100例获得随访,随访时间6月～28月,平均14．2月。术后股骨头缺血坏死4例,内固定物松动、滑脱5例、断裂2例,人工股骨头下沉致疼痛5例,脱位2例,精神症状2例。本组病例无肺栓塞、深静脉血栓形成、感染等并发症发生。术后5月,患者均能下地行走,生活自理。平均Harris评分由术前的（45．4±10．7）分恢复到术后1年的（91．5±7．2）分,术后与术前Harris评分比较t=21．1674,P〈0．05。x线片检查示内植物位置良好。结论老年骨质疏松性髋部骨折需要积极的以手术为主的综合治疗。     

儿童髋关节滑膜皱襞的应用解剖学研究

对42侧(4～13岁)儿童无异常髋关节滑膜的形态结构进行了解剖学观测.发现37侧(出现率88.10%)关节囊滑膜上端内侧,髋臼唇附近有滑膜皱襞(C 皱襞).并发现有4侧该皱襞伸进股骨头与髋臼之间的狭缝中(出现率9.52%).根据本文对C皱襞的形态和组织学观察,与临床病理组织切片的对比鉴定,认为该皱襞是儿童髋关节内滑膜性嵌顿症(综合征)的形态学基础.     

多根螺纹针类桁架型内固定治疗股骨颈骨折

应用多根螺纹针闭式穿针,呈类桁架型内固定治疗新鲜股骨颈骨折46例,结果:2例发生骨不连,(4.3%);4例出现股骨头坏死(8.7%).参照潘世界等人提出的方法分类,优23例,良19例,差4例,优良率91.3%.用本方法治疗股骨颈骨折,内固定可靠,组织损伤小,手术时间短,能提高股骨颈骨折愈合率,降低股骨头坏死发生率.认为此方法是治疗股骨颈经颈型骨折的优先选择.     

基于CT图像的全髋关节置换辅助诊断算法

计算机辅助诊断算法是医学图像处理领域的研究热门。全髋关节置换前医生需要手动对比CT与股骨柄图像进行诊断。提出了一种基于CT图像的人工髋关节置换辅助诊断算法。首先统一CT图像与人工髋关节图像的度量,然后通过图像处理提取CT中股骨头中心与股骨干轴线作为内部基准,最后根据基准对人工髋关节图像进行几何变换,与CT图像融合后以模拟植入后效果,辅助医生诊断。实验结果表明,该算法能够准确地将人工髋关节图像与CT图像配准。