【摘要】：傳統(tǒng)的脊柱側(cè)彎矯形器設(shè)計(jì)方法存在設(shè)計(jì)效率低、石膏材料浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題,故研究脊柱側(cè)彎矯形器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法具有重要意義。以搭建脊柱側(cè)彎矯形器數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件為目標(biāo),提出脊柱側(cè)彎矯形器數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的整體設(shè)計(jì)思想,研究軟件中點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和曲面處理的算法及程序?qū)崿F(xiàn),并通過(guò)案例分析驗(yàn)證軟件的可操作性。研究?jī)?nèi)容包括:1、結(jié)合傳統(tǒng)矯形器設(shè)計(jì)方法以及點(diǎn)云與曲面處理過(guò)程,提出脊柱側(cè)彎矯形器數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的整體設(shè)計(jì)思想;結(jié)合脊柱側(cè)彎矯形器矯形原理設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)和模塊組成,說(shuō)明了各模塊的含義。2、依據(jù)脊柱側(cè)彎矯形原理,研究點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理模塊中各操作原理與程序?qū)崿F(xiàn),包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)的輸入與輸出、濾波、分割與拼接、提取、坐標(biāo)變換、重采樣(上采樣和下采樣)等。以點(diǎn)云數(shù)據(jù)庫(kù)PCL函數(shù)算法為基礎(chǔ),采用I\O接口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的輸入與輸出;采用半徑離散點(diǎn)刪除算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波;采用三維體素柵格算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的下采樣,提高運(yùn)算速度;采用高通濾波算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分割,以便拾取待變換的點(diǎn)云數(shù)據(jù);采用條件濾波算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取;采用坐標(biāo)變換算法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換,通過(guò)變形提取點(diǎn)云數(shù)據(jù),加載矯形壓力;采用移動(dòng)最小二乘法上采樣矯形器點(diǎn)云數(shù)據(jù),填補(bǔ)因變形產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)間的空隙。3、在上述點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上,研究曲面處理模塊各操作原理與程序?qū)崿F(xiàn),包括初始矯形器曲面模型的創(chuàng)建、光順與裁剪等。采用三維圖像可視化庫(kù)VTK中隱式曲面創(chuàng)建算法完成變曲率點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲面創(chuàng)建工作,生成初始矯形器曲面模型;采用窗口sinc函數(shù)光順曲面,改善初始矯形器曲面質(zhì)量;采用球裁剪與圓柱裁剪算法裁剪矯形器曲面,設(shè)置矯形器伸展空間與張口,生成最終的矯形器曲面。4、根據(jù)點(diǎn)云處理和曲面創(chuàng)建方法,以QT5.8.0和VS2013為開(kāi)發(fā)平臺(tái),調(diào)用PCL點(diǎn)云庫(kù)和VTK可視化庫(kù),編寫(xiě)了脊柱側(cè)彎矯形器數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件。并通過(guò)案例分析與軟件操作流程的展示,驗(yàn)證該軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程中的有效性與可行性�？傊�,在該矯形器數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)矯形器過(guò)程中,充分結(jié)合脊柱側(cè)彎矯形原理,且無(wú)需構(gòu)建陽(yáng)模,是直接從三維層面上處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)完成設(shè)計(jì)工作,提高了脊柱側(cè)彎矯形器設(shè)計(jì)效率。
【圖文】：

圖１．２密爾沃基型矯形器逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ邋ｏｒｔｈｏｓｉｓ逡逑

形器的種類及特點(diǎn)［９］逡逑器簡(jiǎn)介逡逑形器（圖１．２所示）是一種頸胸腰骶矯形器，適用于彎。由骨盆圍托、枕骨托和頷托組成，，通過(guò)添加胸椎理實(shí)現(xiàn)矯正脊柱側(cè)彎，目前發(fā)展成為具有良好牽引矯器。逡逑Ｉ歓支Ｉ架逡逑ｍ逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52;TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2667028