论文摘要
随着以CT、MRI技术为代表的现代医学影像技术的发展,人体组织、器官的活体几何特征测量得以实现。本论文研究课题作为国家自然科学基金资助项目:“头部损伤的生物力学造型与应用(项目号:30470462)”、“颅脑损伤判断准则的有限元法研究(项目号:30570481)”和天津市科委重点基金资助项目:“头部损伤的生物力学造型与应用(项目号:043803811)”的重要研究内容之一,首次提出了基于CT图像的活体人颅骨几何特征的系统、准确测量方法,选择3000例(男女各1500例)活体人颅骨CT图像进行了测量,并对结果进行统计分析研究。本论文主要完成如下研究内容:1.概述了现代医学影像技术的原理及特点,阐明颅骨测量及活体测量的方法、应用,特别是在头部损伤生物力学研究领域的应用价值。首次提出基于CT图像的活体人颅骨几何特征测量方法。2.研究基于颅脑断面CT图像的活体人颅骨几何特征测量样本的提取方法,包括图像的获取及预处理、利用图像处理技术对图像进行分割及二值化、图像去噪;提出一种基于抛物线原理的图像纠偏方法。提出一种直线与图像求交点的方法;研究医学图像边缘提取算法,对图像进行边缘提取,从而得到颅骨断面轮廓图像,以备测量。3.研究基于图像的活体人颅骨几何特征测量方法,包括测量参数的选择、测量点的确定及测量结果的获取方法,研究基于图像的活体人颅骨对称性测量方法,提出两种颅骨图像对称性评价指标,实现了对颅骨对称性的定量评价,并利用自编软件实现了基于图像的活体人颅骨几何特征的自动、准确测量。利用实验验证了测量方法的可靠性,并对测量方法进行误差分析。4.对3000例(男女各1500例)活体人颅骨几何特征测量数据进行统计分析,得到颅骨几何特征如前额骨、顶骨、枕骨厚度,颅骨宽度和前后长度的均值、极值,并按年龄分组对各测量值进行分别讨论;研究年龄与颅骨厚度及宽度和前后长度的相关检验、前额骨与枕骨厚度的比较、男女颅骨几何特征的比较、成人(18岁以上)颅骨几何特征的百分位数、头颅形态学、颅骨的对称性等非常有价值的参数。5.将测量结果集成,利用数据库构建软件,首次建立基于图像的活体人颅骨几何特征数据库,为头部损伤生物力学的研究提供有价值的应用参数。本研究结果在人类学、解剖学、临床医学、法医鉴定、医疗器械设计、国家安全、人体识别、生物力学和头部损伤分析等领域有着广泛的应用价值。
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