CT图像驱动的人体股骨三维重建逆向工程

"基于CT图像的人体股骨逆向工程是一篇由姜海波教授发表的研究论文，他隶属于中国矿业大学机电工程学院。该研究主要探讨了如何运用逆向工程原理对CT图像进行处理，以便于对人体股骨进行精确的三维重建。首先，论文介绍了人工关节置换手术中，标准系列化与定做式人工关节的局限性，强调了解剖匹配的重要性，这往往受到骨骼个体差异和现有标准产品规格的限制。 论文的核心技术是采用Otsu阈值算法，这是一种自动阈值分割方法，通过这种方法，可以有效地从CT图像的灰度值中选择一个合适的阈值，区分出骨组织与非骨组织，从而提取出股骨的内外轮廓。这种处理方式相比于传统的手动取点法，不仅工作效率高，而且减少了人为误差，提高了模型重建的准确性。 通过层间距为1mm的高分辨率CT扫描，从髋关节至膝关节部位获取了520张DICOM格式的图像，这些图像被用于后续的三维重建。作者强调了在处理过程中仅关注骨头的内外轮廓，对于其他非关键信息进行了简化，以便于提取关键轮廓线。 逆向工程在这个过程中起到了关键作用，它是指从实际对象出发，通过数字化手段创建出精确的模型，然后进行设计和制造。论文中的逆向工程流程包括了从点到图像数据的采集，再到曲面构建和模型生成，最终形成与实物相符的三维模型。这个模型能够被应用于有限元分析，对假体～骨界面的应力分布进行合理设计，从而提高人工关节的稳定性和匹配性。 总结来说，这篇论文提供了实用的技术方法，通过CT图像处理和逆向工程，实现了对人体股骨的精确三维重建，为人工关节的个性化设计提供了科学依据，具有较高的实用价值和理论意义。"