【摘要】：目的:本研究旨在自主研發(fā)適用于口腔顱頜面外科的虛擬手術軟件,并初步進行臨床應用及精度驗證。所創(chuàng)建的虛擬手術軟件能整合于外科機器人系統(tǒng)中,并對本系列研究中已有的口腔顱頜面外科機器人進行精確有效的操作控制。方法:基于微軟Visual Studio 2015軟件及VTK7.1.1軟件工具包的具有自主知識產(chǎn)權的口腔顱頜面外科虛擬手術軟件的開發(fā)與設計,針對該軟件選取臨床病例進行臨床功能實現(xiàn),并與本領域廣泛應用的商業(yè)化虛擬手術軟件SimPlant進行對比精度驗證。結(jié)果:本研究建立具有自主知識產(chǎn)權的口腔顱頜面外科機器人虛擬手術軟件CMF Robot Plan;并經(jīng)臨床病例驗證,證實該軟件對虛擬手術設計及規(guī)劃具有可行性;自主創(chuàng)建的虛擬手術軟件與主流商業(yè)化虛擬手術軟件進行線距和角度測量的比較,測量數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計學軟件SPSS進行Bland-Altman分析:線距和角度測量的誤差分析圖可見基本上所有的點都在95%的一致線內(nèi)。進一步計算組內(nèi)相關系數(shù)ICC,得出線距統(tǒng)計量為0.994、角度統(tǒng)計量為0.987,兩組統(tǒng)計量均大于0.75。結(jié)論:1.具有自主知識產(chǎn)權的虛擬手術軟件,經(jīng)臨床病例驗證基本可以實現(xiàn)口腔顱頜面外科常見手術的虛擬手術設計及規(guī)劃。2.選取臨床病例與主流商用化虛擬手術軟件SimPlant在線距和角度的測量進行對比精度驗證,統(tǒng)計結(jié)果表明CMF Robot Plan與SimPlant在線距和角度的測量上兩者一致性較好。3.基于所建立的具有自主知識產(chǎn)權、源代碼開放的虛擬手術軟件,能與口腔顱頜面外科機器人進行數(shù)據(jù)通訊連接,為實現(xiàn)外科機器人安全與精確的控制奠定基礎。
【圖文】：

上海交通大學碩士學位論文實 驗 設 備 : 軟 件 系 統(tǒng) ； 基 于 Visual Studio 2015 （ Microsoft 7.1.1[visualization toolkit 一個開放源碼，跨平臺、支持并行處理（用于處乎 1 個 Petabyte 的資料，其平臺為美國 Los Alamos 國家實驗室所有的具理器之大型系統(tǒng)）的圖形應用函式庫]的虛擬手術軟件開發(fā)環(huán)境（圖 1）。開發(fā)環(huán)境的計算機系統(tǒng)包括 CPU：Intel Core I5 Processor，CPU 主頻：2：500G 高速硬盤，內(nèi)存：4GB，顯卡：NVIDIA GTX920m，顯示器：1,操作系統(tǒng) windows7（64 位旗艦版）。

圖 2 虛擬手術軟構(gòu)架件主界面Figure 2.The main interface of virtual surgical planning software實驗方法；在軟件構(gòu)架中建立三維坐標系后（如圖 3 所示），本研究采用內(nèi)插算法獲得各向同性的三維體數(shù)據(jù)場[53]（如圖 4 所示），然后對該數(shù)據(jù)場采用三維高斯濾波方法進行三維數(shù)據(jù)濾波，，然后采用動態(tài)閾值設置與種子區(qū)域生長算法（如圖5 所示），提取不同軟硬組織器官的體數(shù)據(jù)，再采用 Marching Cubes(MC) 面繪制算法生成相應組織的三角面片模型[ 5 4 ]。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R782;TP242

【參考文獻】

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本文編號：2626262