杨明雷
- 作品数:4 被引量:13H指数:2
- 供职机构:清华大学医学院生物医学工程系更多>>
- 发文基金:国家自然科学基金国家教育部博士点基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域:医药卫生更多>>
- 基于IMU的C形臂旋转角度定位方法的研究被引量:3
- 2016年
- 目的移动式X线透视影像设备(C形臂)凭借其便携、实时的优势已成为图像引导手术中标准配置设备,然而大部分医院配备的C形臂不具备旋转角度测量功能。方法本文设计了一种基于惯性测量单元的C形臂旋转运动角度定位方法。通过融合惯性测量单元中各惯性测量器件的实时测量数据,构建世界坐标系和载体坐标系的旋转矩阵,利用四元数分量求解C形臂旋转角度,从而对C形臂旋转运动进行定位。本文设计了精密电动旋转平台标定实验和C形臂旋转定位实验对本文方法进行了评估。结果在精密电动旋转平台标定实验中,本文设计方法的最大定位误差为0.5°;在C形臂的实验中,最大定位误差为0.8°,能够满足临床手术导航需求(定位误差不大于1°)。结论本文设计的定位方法不需要标定和校正过程,流程简单易行,具有很强的适应性,能够为后续手术导航提供必要的角度信息。
- 赵鹏杨明雷丁辉王广志
- 关键词:惯性测量单元
- 全膝关节置换术后股胫关节运动学轨迹的数字化模型研究被引量:9
- 2013年
- 目的通过透视技术结合数字化模型注册技术分析全膝关节置换术后股骨假体与胫骨垫片之间的相对运动和接触位置。方法2007年7月至2008年6月,接受GENESISⅡ假体全膝关节置换术患者16例,均为女性;年龄56~76岁,平均66.4岁。随访48-60个月,平均(56±3)个月。采用膝关节学会评分(KneeSocietyScore,KSS)评价膝关节功能;采用循环透视方法获取影像学数据,对假体逆向数字建模,进行数字模型和影像学数据的匹配,重建膝关节的三维运动;测量股骨内、外髁接触位置的移动,计算胫骨内旋角度,测量股骨凸轮和胫骨立柱的接触时相和范围。结果末次随访时KSS膝评分(93±5)分,功能评分(88±13)分,与术前比较差异有统计学意义。股骨内髁的移动范围(8.5±2.5)mm,外髁的移动范围(9.5±4.8)mm,胫骨内旋角度2.5°±8.4°。屈膝约30°-40°时凸轮和立柱发生接触,立柱后方的接触范围(8.0±1.8)mm。胫骨平台后倾角度越大,凸轮和立柱的接触越晚。结论全膝关节置换术后股胫关节的运动学特征与正常膝关节不同,膝关节屈曲10°-30°时股骨内髁前移,屈曲大于40°后股骨内、外髁后移,胫骨平台后倾与凸轮和立柱的接触时相有相关性。
- 及松洁周一新朱忠林王广志丁辉刘庆华杨明雷
- 关键词:成像关节成形术生物力学
- 利用2D-3D自动注册技术研究TKA术后胫股关节运动
- 2013年
- 目的重建全膝置换(total knee arthroplasty,TKA)膝关节三维运动,研究后稳定型假体之间的运动和接触。方法以16例TKA膝关节为研究对象,获取动态X线透视图像和假体三维模型,建立2D-3D自动注册算法,重建膝关节的三维运动,计算运动学参数并测量假体之间的接触位置。结果单幅X线图像注册时间小于30 s,图像平面内重复性注册精度为0.4 mm和0.5°。高屈曲垫片对膝关节屈曲度和胫骨内外旋无明显改进。股骨假体在胫骨垫片的外侧接触点后移范围大于内侧。稳定柱后方的接触发生在屈膝约30°以后,平均接触范围小于9 mm。结论 2D-3D自动注册技术在精度和效率上达到TKA膝关节在体三维运动测量要求,测量结果对TKA膝关节生物力学研究和改进假体设计具有参考意义。
- 朱忠林杨明雷丁辉及松洁王广志
- 关键词:全膝置换运动学生物力学
- 呼吸引起的肝脏运动模式分析被引量:1
- 2014年
- 为补偿肝脏运动,分析呼吸引起的肝脏空间运动和形变,并尝试将其简化为刚性运动模型进行补偿.利用基于表面和基于互信息的3D-3D图像刚性配准方法分析4例肝脏空间运动的规律并进行补偿,比较使用手工分割肝脏轮廓和肝脏灰度信息进行配准的结果及其补偿效果,评估2种思路的可靠性,并进一步评价刚体运动模型简化的可行性.结果表明:刚性运动模型、简化的平移运动模型和矢状面2D运动模型在实际应用中具有可行性,此3种模型都可以补偿80%以上的呼吸影响;使用肝脏灰度信息比手工分割轮廓建模和补偿的结果更可靠.上述结论对在超声融合多模成像中快速建模和实时补偿呼吸对肝脏运动的影响有一定的参考价值.
- 杨明雷丁辉王晓东王广志