嬰兒頭型快速檢測設(shè)備及頭部畸形的矯形方案設(shè)計.pdf

1、嬰兒發(fā)生頭部畸形的原因有很多，大多是由于頭部長期與堅硬的平面接觸，頭骨在生長的過程中變得扁平，相應(yīng)的，引起某些未受壓迫的部分發(fā)生擴張，使得頭部整體發(fā)生不對稱的變形。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)的測量方式是通過皮尺、人體測量卡尺進行頭部長寬等指標(biāo)的測量。這種方式能夠測量的參數(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，很多時候依賴臨床醫(yī)生的主觀判斷。而矯形用具相對昂貴，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，對圖像進行了降噪濾波處理，通過自適應(yīng)直方圖均衡化的方法，對圖像進行了圖像增強處理，采用腐蝕與膨脹的方法，對圖像進行了去除細(xì)節(jié)的處理，通過Sobel算子進行了邊界提取，獲取了頭部CT圖像的輪廓。在此基礎(chǔ)上用最小二乘法，對頭部的輪廓進行橢圓擬合，采用二次型正規(guī)化的方法，對橢圓進行標(biāo)定，獲得橢圓的各項特征參數(shù)。據(jù)此提出：用橢圓的長軸和短軸表征頭部的長度和寬度，進而定義頭

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

4、從頭部的三維點云入手，重建了頭骨的三維模型。針對頭部矯形方案規(guī)劃的需求，對頭部三維模型進行了簡化。以嬰兒頭骨解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對頭骨模型進行了區(qū)域劃分。根據(jù)斜頭畸形、平頭畸形與長頭畸形三種頭部畸形的特點，選擇了相應(yīng)的加載方式對頭部有限元模型進行加載，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)計提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
　　最后，依據(jù)嬰兒在不同時期頭部各項參數(shù)變化情況，建立嬰兒頭部的生長模型，進而建立不同時期的頭部輪廓點之間的映射