嬰兒頭型快速檢測(cè)設(shè)備及頭部畸形的矯形方案設(shè)計(jì).pdf

1、嬰兒發(fā)生頭部畸形的原因有很多，大多是由于頭部長(zhǎng)期與堅(jiān)硬的平面接觸，頭骨在生長(zhǎng)的過程中變得扁平，相應(yīng)的，引起某些未受壓迫的部分發(fā)生擴(kuò)張，使得頭部整體發(fā)生不對(duì)稱的變形。近年來，頭部畸形發(fā)病率上升，引起了研究者的關(guān)注。傳統(tǒng)的測(cè)量方式是通過皮尺、人體測(cè)量卡尺進(jìn)行頭部長(zhǎng)寬等指標(biāo)的測(cè)量。這種方式能夠測(cè)量的參數(shù)有限，且精度不高。關(guān)于頭部畸形的判定指標(biāo)也沒有統(tǒng)一的約定，很多時(shí)候依賴臨床醫(yī)生的主觀判斷。而矯形用具相對(duì)昂貴，難以調(diào)節(jié)，缺乏通用性。
　

2、　本文首先研究從CT影像數(shù)據(jù)獲得頭部輪廓曲線的方法，通過加權(quán)中值濾波方法，對(duì)圖像進(jìn)行了降噪濾波處理，通過自適應(yīng)直方圖均衡化的方法，對(duì)圖像進(jìn)行了圖像增強(qiáng)處理，采用腐蝕與膨脹的方法，對(duì)圖像進(jìn)行了去除細(xì)節(jié)的處理，通過Sobel算子進(jìn)行了邊界提取，獲取了頭部CT圖像的輪廓。在此基礎(chǔ)上用最小二乘法，對(duì)頭部的輪廓進(jìn)行橢圓擬合，采用二次型正規(guī)化的方法，對(duì)橢圓進(jìn)行標(biāo)定，獲得橢圓的各項(xiàng)特征參數(shù)。據(jù)此提出：用橢圓的長(zhǎng)軸和短軸表征頭部的長(zhǎng)度和寬度，進(jìn)而定義頭

3、骨系數(shù)，評(píng)估被測(cè)對(duì)象頭部畸形的類別；用橢圓與頭部中心對(duì)稱軸的夾角大小來評(píng)估被測(cè)對(duì)象是否患有斜頭畸形。
　　在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制作了一種低成本的頭部健康狀況快速檢測(cè)設(shè)備。檢測(cè)設(shè)備包括頭型檢測(cè)模塊及常規(guī)檢測(cè)功能模塊。設(shè)備以ARM作為主控芯片，包含紅外測(cè)距傳感器、步進(jìn)電機(jī)與編碼器等。設(shè)備設(shè)有上位機(jī)通信模塊，當(dāng)嬰兒被診斷出患有頭部畸形時(shí)，能夠?qū)?shù)據(jù)傳到上位機(jī)進(jìn)行分析。
　　當(dāng)嬰兒被診斷出患有頭部畸形時(shí),則需要進(jìn)行更詳細(xì)的診斷。為此本文

4、從頭部的三維點(diǎn)云入手，重建了頭骨的三維模型。針對(duì)頭部矯形方案規(guī)劃的需求，對(duì)頭部三維模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。以嬰兒頭骨解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對(duì)頭骨模型進(jìn)行了區(qū)域劃分。根據(jù)斜頭畸形、平頭畸形與長(zhǎng)頭畸形三種頭部畸形的特點(diǎn)，選擇了相應(yīng)的加載方式對(duì)頭部有限元模型進(jìn)行加載，分析其應(yīng)力應(yīng)變狀況，為后續(xù)矯形方案的選擇及矯形器械的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
　　最后，依據(jù)嬰兒在不同時(shí)期頭部各項(xiàng)參數(shù)變化情況，建立嬰兒頭部的生長(zhǎng)模型，進(jìn)而建立不同時(shí)期的頭部輪廓點(diǎn)之間的映射