人体股骨个性化模型的CAD/CAM技术研究与实现

发布时间：2024-04-27 18:49

　　个性化人体组织模型对于临床术前规划具有重要意义,数控加工是制作硬组织模型的重要方法。本文以人体股骨为对象,以断层扫描数据为基础进行三维模型设计、刀轨规划和数控加工,主要研究内容包括: 1)研究了基于断层扫描数据的股骨三维建模方法,给出了影像分割—轮廓提取—轮廓蒙面的建模过程。根据源数据灰度分布集中的特点,设计并编程实现了灰度拉伸,提高了阈值分割的效果;根据初始轮廓噪声较大和分支的特点,提出了曲线B样条光顺与脊线设计相结合的曲面构造方法以及截面线的分区设计方法,提高了曲面的光顺性和拟合精度。 2)研究了股骨模型的刀轨规划方法。针对股骨模型表面复杂的特点,提出了两轴半加工与四轴加工相结合的方法。对于四轴加工,采用了截平面法与投影法相结合的原理,在CATIA软件中采用四轴加工模块中生成刀具轨迹,提高了刀位点精度,完成了两轴半加工所欠缺的负角度部分。 3)研究了股骨模型在四轴数控机床上的加工实现。针对股骨和所用机床夹紧装置的特点,设计了L形的加工毛坯件,大大节省了加工时间。针对粗加工不能使零件表面残留均匀的特点,设计了半精加工过程中的转角度加工方案。 本文的研究表明,以断层扫描数据为基础的复杂...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1患侧骨盆模型CAM加工由于精雕技术是目前处于迅猛发展时期的制造技术，而快速成型在医疗装备已经趋于成熟，

的精雕技术而言，采用有机玻璃或铝制毛坯件制作出模型是说，精雕和快速成型是制作髋关节模型的两种不同方法，图过程。除了精雕和快速成型技术，以前采用的实物模型制作方CT扫描轮廓和扫描间隔加工堆砌而成的实体模型。该技术在病人骨骼仿真模型的制造中简化应用，构造的模型非常粗糙。

图2.1源数据的显示

（a）显示效果（b）直方图图2.1源数据的显示因此只需对数据进行增强处理，利用图像灰度值分布集中的特性采用灰度拉伸的方法，完成图像的预处理。灰度拉伸是是分段进行的线性变换。灰度拉伸可以更加灵活的控制输出灰度直方图的分布，它可以有选择的拉伸某段灰度区间以改变输出质量。图2.....

图2.4图像的灰度拉伸

()22x,y的具体数值为(0,0)和(10,255)。则带入公式（2-1）可得灰度值的线性变换方程。其灰度拉伸的变换函数如图2.3所示。()25.51025510xxfxx≤=>经过灰度拉伸的效果如图2.4所示。

图2.5阈值分割

殊涵义的不同区域区分开来，这些区域是相互不。从处理对象角度来讲，分割是在图像矩阵中对图像中提取出来，才可以进行对分割子区域的定法将目标区域提取出来。

本文编号：3965568