人工关节与松质骨接触面积研究

发布时间：2017-05-28 07:06

  本文关键词：人工关节与松质骨接触面积研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人工关节置换是重建关节运动功能的一种修复手术。据统计分析，人工关节无菌性松动是导致修复手术失败的最重要原因，然而目前临床上尚缺乏简便有效的早期诊断人工关节无菌性松动状况的方法。 本文以人工髋关节为主要研究对象，通过定期采样人工关节的医学图像，计算人工关节与松质骨之间的接触面积，根据接触面积的变化情况，对人工关节无菌性松动情况进行早期诊断，为康复治疗提供可靠的依据。 由于人工关节的医学图像存在边界模糊不均匀、易受强噪声污染等特点，导致图像处理算法直接影响着接触面积计算结果的精确度。本文首先从图像滤波处理入手，，结合数学形态学思想，提出了一种自适应多尺度形态学滤波算法，通过将大小尺度的结构元素相结合和自适应确定权值的方法，有效滤除了医学图像中的噪声干扰，同时图像边缘微细结构也得到较好保留。 其次，分水岭分割算法是一种基于数学形态学的区域分割方法，由于其能够得到单像素宽、定位精确、连续封闭的分割边缘而得到广泛的应用，然而传统分水岭分割算法存在严重过分割问题，影响真实目标的提取。本文针对这一问题，结合医学图像的特点，提出了一种改进的医学图像分水岭分割算法，通过分水岭变换前对人工关节医学图像进行预处理和分水岭变换后进行区域合并，有效地抑制了过分割现象。 最后，根据以上图像分割结果统计边界接触像素点，获得人工关节与松质骨接触面积，为人工关节无菌性松动状况提供可靠的诊断依据，具有较强的临床意义和价值。
【关键词】：数学形态学 图像滤波 分水岭算法 接触面积
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.17
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-19
• 1.1 课题背景和研究意义7-8
• 1.2 人工关节松动诊断研究现状8-17
• 1.2.1 图像滤波方法11-12
• 1.2.2 医学图像分割方法12-17
• 1.3 论文的内容及章节安排17-19
• 第2章 数学形态学理论基础19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 二值形态学19-25
• 2.2.1 结构元素20
• 2.2.2 二值形态学腐蚀与膨胀20-23
• 2.2.3 二值形态学开与闭运算23-25
• 2.3 灰度形态学25-30
• 2.3.1 灰度形态运算25-28
• 2.3.2 灰度形态学开与闭运算28-29
• 2.3.3 灰度形态学的应用29-30
• 2.4 小结30-31
• 第3章 基于数学形态学的图像滤波31-50
• 3.1 引言31
• 3.2 图像噪声31-32
• 3.3 常用的图像滤波算法32-41
• 3.3.1 均值滤波33-34
• 3.3.2 中值滤波34-38
• 3.3.3 基于小波变换的滤波方法38-40
• 3.3.4 基于扩散方程的滤波方法40-41
• 3.3.5 数学形态学滤波法方法41
• 3.4 自适应多尺度形态学滤波算法设计41-44
• 3.4.1 多尺度形态学滤波原理与实现流程42
• 3.4.2 形态学结构元素与尺度的选取42-43
• 3.4.3 传统形态学滤波43
• 3.4.4 自适应多尺度形态学滤波算法43-44
• 3.5 滤波性能的评价44-46
• 3.6 实验结果与分析46-49
• 3.6.1 高斯噪声处理的臀部与股骨 CT 图像去噪结果分析46-47
• 3.6.2 椒盐噪声处理的臀部与股骨 CT 图像去噪结果分析47-49
• 3.7 总结49-50
• 第4章 基于数学形态学的医学图像分水岭分割算法50-61
• 4.1 引言50
• 4.2 传统分水岭分割算法50-54
• 4.2.1 分水岭算法基本原理与实现步骤50-53
• 4.2.2 分水岭算法存在的问题与解决途径53-54
• 4.3 基于标记提取和区域合并的医学图像分水岭分割算法54-57
• 4.3.1 预处理初级分割阶段54-56
• 4.3.2 分水岭变换56
• 4.3.3 后期合并高级分割阶段56-57
• 4.3.4 算法实现描述57
• 4.4 实验结果与分析57-60
• 4.4.1 原始臀部与股骨 CT 图像分割结果分析58
• 4.4.2 强噪声处理的臀部与股骨 CT 图像分割结果分析58-60
• 4.5 总结60-61
• 第5章 人工关节与松质骨接触面积计算61-69
• 5.1 人工关节与松质骨接触面积计算61
• 5.2 算法实现步骤描述61
• 5.3 实验结果与分析61-68
• 5.3.1 正常光照环境实验62-65
• 5.3.2 低光照环境实验65-68
• 5.4 总结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 研究工作总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 附录 A 人工全髋关节疗效评分标准75-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间的研究成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：人工关节与松质骨接触面积研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：402116