XRII图像引导手术系统的研究与实现

本研究拟就实现XRII图像引导的手术系统之关键技术进行探讨。采用圆霍夫变换(CHT)与连通体(CC)分析结合法进行标志物识别与数据提取;采用移动最小二乘法(MLS)与层次B样条法(MBA)集成法进行XRII图像变形校正;采用Faugeras法进行C形臂成像系统标定。在此基础上,自行开发相关软件并结合手术工具设计制作,形成一整套实验型手术系统。人体脊柱标本实验表明,采用XRII图像引导的手术系统可明显提高椎弓根螺钉植入精度。     

慢跑的速度对青年女性下肢关节及肌肉的影响

目的 探讨合理的慢跑速度对体形和步姿的影响,使人在慢跑健身的同时兼得柔美的体态。方法 根据相关测量选择5种慢跑速度。利用运动捕捉系统采集研究对象(15位青年女性志愿者)在慢跑速度下的运动学数据,同时对下肢8块主要肌肉的肌电信号进行采集。计算获得在不同慢跑速度下髋、膝及踝关节矢状面的关节角度变化的均值。选择数据最接近均值的对象作为研究对象并进行运动学分析。结果 计算获得了该研究对象在不同慢跑速度下髋、膝及踝关节矢状面的关节角度以及下肢8块主要肌肉的激活度曲线。运用打分的方法,本文给出了研究对象慢跑速度、慢跑阶段、肌肉激活度与关节角度之间的关系。结论 各关节角的变化范围和各肌肉最大激活度并不随慢跑速度的变化而单调变化。本文为青年女性健身时选择适合自己的慢跑速度提供了参考。     

基于C形臂手术导航系统中校准靶的改进设计

现有基于C形臂手术导航系统中校准靶存在诸多缺点, 我们基于广义映射原理对校准靶进行了改进设计.介绍了设计方法学、进行了校准靶设计分析并给出了具体设计结果.改进设计后的校准靶可降低校准靶的制作难度与成本,提高整个手术导航系统的运行效率,提高用于导航图像的质量.新设计与现有校准靶相比综合较优,具有可行性,新设计校准靶已经投入加工.     

从X线图像中提取标志物几何数据的方法研究

从X线图像中提取特定标志物的几何数据是基于X线图像手术导航系统中的一项关键技术。这些几何数据是X线图像几何变形校正及C形臂相机校准的基础。我们提出一种聚类算法用于特征数据的提取。该算法集成了自适应取阈算法和一种快速准连通分量标记算法的优势，仅需对原始灰度图像进行一次扫描处理即可提取出所需的特征数据。算法执行效率高、鲁棒性好。     

数字医学与计算机辅助手术

数字医学是现代医学的重要发展方向,而计算机辅助手术是数字医学的重要组成部分。本文阐述了数字技术在计算机辅助术前手术规划中的应用,介绍了计算机辅助设计和计算机辅助制造技术在个性化假体置换、个性化医疗器械或医疗辅具设计与制造中的应用。阐述了术中手术导航的关键技术以及临床应用,展望了计算机辅助手术的发展方向和重大前景。     

基于C形臂X 光机透视的手术导航系统在椎弓根螺钉植入的应用

目的研究基于C形臂X光机透视的手术导航系统在椎弓根螺钉植入过程中的应用。方法分别使用基于C形臂X光机透视的手术导航技术及传统C形臂X光机透视定位技术,在4具脊柱尸体标本上植入48枚椎弓根螺钉。并进行CT扫描了解椎弓根位置。测量所有螺钉与椎弓根皮质的距离。按照螺钉偏差情况将螺钉位置分为4级。完全位于椎弓根内为A级,破出椎弓根皮质但不超过2mm为B级,破出椎弓根皮质2-4mm为C级,破出椎弓根皮质4mm为D级。结果使用基于C形臂X光机透视的手术导航技术植入的48枚螺钉中,总共有2例螺钉出现偏差。其中1例B级,1例C级。46枚(95.8%)位于椎弓根内,2枚(4.2%)出现偏差,使用传统C形臂X光机透视定位方法植入48枚螺钉,其中有9例破出椎弓根皮质。5例B级,3例C级,1例D级。39枚(81.2%)位于椎弓根内,9枚(18.8%)出现偏差。结论本套导航系统利用普通的C形臂X光机,可以引导椎弓根螺钉准确植入,偏差率很低,并可大大减少X射线辐射。