一种用于虚拟手术术前规划的三维重建系统

    公开(公告)号:CN107895364A

    公开(公告)日:2018-04-10

    申请号:CN201711045462.5

    申请日:2017-10-31

    摘要: 本发明属于医学图像技术领域,特别针对虚拟手术系统的术前规划。本发明通过对CT或MRI图像进行预处理,把经过去噪、平滑及增强后的图像进行图像分割,分割后引入空洞处理,力求图像完整不缺少信息。再将分割后的完整图像进行三维重建,三维重建技术采用改进的MC算法,在原有算法15中基本拓扑构型基础上增加了9种,弥补了原有算法连接问题的不足,促使拟合曲面更加完整不易产生空洞,最后引入了光滑处理,使拟合后的曲面光滑平整,重建后的模型可以直接用于后面虚拟手术切割和碰撞检测应用。本发明用于虚拟手术术前规划,可以更加直观方便的分析病灶部位,在对医生进行培训时,直观明确的分析了病情,提高了手术成功几率,降低了手术风险。

    一种基于代谢生理学的骨骼肌模型建模的方法

    公开(公告)号:CN107609338B

    公开(公告)日:2019-02-26

    申请号:CN201711004484.7

    申请日:2017-10-24

    IPC分类号: G16B5/00 G09B23/28

    摘要: 本发明公开了一种基于代谢生理学的骨骼肌收缩模型。其步骤为:步骤一:建立人体在不同时间段的能量代谢生理学模型;步骤二:基于人体能量代谢ATP产生过程,建立从细胞电生理学动作电位激活到骨骼肌横桥收缩的数学模型。本发明基于人体内能量代谢过程,为运动消耗能量过程给出合理的解释,对短跑等运动的人体内能量代谢与肌肉收缩关系的研究有理论指导作用。

    一种骨骼肌肌束有限元模型的建模方法

    公开(公告)号:CN108629074B

    公开(公告)日:2020-04-28

    申请号:CN201810217043.3

    申请日:2018-03-15

    IPC分类号: G06F30/23 A61B5/055 A61B8/08

    摘要: 当前单肌纤维实验结果很少与宏观肌肉行为连接到一起,而肌纤维的性能改变与肌肉紊乱疾病密切相关。在肌束建模时,通常肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维两类,然而考虑到肌纤维的不同几何特性、收缩特性和代谢特性,可以把肌纤维分成三类,分别是慢收缩氧化型肌纤维、快收缩氧化‑酵解型肌纤维、快收缩酵解型肌纤维。本发明通过设计三类肌纤维Hill三元素模型,并基于Hill三元素模型建立三类单肌纤维有限元模型。然后把三类肌纤维依据其实际分布情况和数量并行连接,耦合成肌束模型,该模型可以进行研究不同激活数量、不同激活类型或不同激活程度的肌纤维在肌束中是如何相互作用产生肌束力和位移的。

    一种用于虚拟手术术前规划的三维重建系统

    公开(公告)号:CN107895364B

    公开(公告)日:2019-06-14

    申请号:CN201711045462.5

    申请日:2017-10-31

    摘要: 本发明属于医学图像技术领域,特别针对虚拟手术系统的术前规划。本发明通过对CT或MRI图像进行预处理,把经过去噪、平滑及增强后的图像进行图像分割,分割后引入空洞处理,力求图像完整不缺少信息。再将分割后的完整图像进行三维重建,三维重建技术采用改进的MC算法,在原有算法15中基本拓扑构型基础上增加了9种,弥补了原有算法连接问题的不足,促使拟合曲面更加完整不易产生空洞,最后引入了光滑处理,使拟合后的曲面光滑平整,重建后的模型可以直接用于后面虚拟手术切割和碰撞检测应用。本发明用于虚拟手术术前规划,可以更加直观方便的分析病灶部位,在对医生进行培训时,直观明确的分析了病情,提高了手术成功几率,降低了手术风险。

    一种骨骼肌肌束的有限元模型

    公开(公告)号:CN108629074A

    公开(公告)日:2018-10-09

    申请号:CN201810217043.3

    申请日:2018-03-15

    IPC分类号: G06F17/50 A61B5/055 A61B8/08

    摘要: 当前单肌纤维实验结果很少与宏观肌肉行为连接到一起,而肌纤维的性能改变与肌肉紊乱疾病密切相关。在肌束建模时,通常肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维两类,然而考虑到肌纤维的不同几何特性、收缩特性和代谢特性,可以把肌纤维分成三类,分别是慢收缩氧化型肌纤维、快收缩氧化-酵解型肌纤维、快收缩酵解型肌纤维。本发明通过设计三类肌纤维Hill三元素模型,并基于Hill三元素模型建立三类单肌纤维有限元模型。然后把三类肌纤维依据其实际分布情况和数量并行连接,耦合成肌束模型,该模型可以进行研究不同激活数量、不同激活类型或不同激活程度的肌纤维在肌束中是如何相互作用产生肌束力和位移的。

    一种由肌电信号控制的3自由度假肢手臂腕关节

    公开(公告)号:CN106377344A

    公开(公告)日:2017-02-08

    申请号:CN201610843288.8

    申请日:2016-09-23

    IPC分类号: A61F2/54 A61F2/58 A61F2/72

    摘要: 本发明公开了一种由肌电信号控制的3自由度假肢手臂腕关节,提供小臂旋转,腕关节内收外展,腕关节上伸下屈共3个自由度,包括小臂假肢,腕关节内收外展假肢,腕关节上伸下屈假肢。本发明小臂假肢旋转结构采用止推轴承,沿小臂方向能承受较大的力;腕关节假肢结构采用十字轴式圆柱槽摩擦轮,通过力调节装置可调整主从动摩擦轮之间的压力,当摩擦轮发生磨损时可自动补偿磨损间隙,保证主从动摩擦轮正常工作。该结构具有轴间距小、结构对称紧凑、刚性好、运动平稳、自锁等优点。本发明通过小臂的回转,腕关节内收外展,腕关节上伸下屈,结合反馈系统,模仿真实手臂动作姿态,帮助患者准确地完成生活中相应的动作,具备广泛的市场应用前景。

    一种对骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程的建模方法

    公开(公告)号:CN107330275B

    公开(公告)日:2018-07-06

    申请号:CN201710531356.1

    申请日:2017-06-30

    IPC分类号: G16H50/50 G06F19/12

    摘要: 本发明公开了一种对骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程的建模方法,包括如下步骤:1)以半肌小节为单位,建立骨骼肌快肌纤维膜电生理数学模型;2)以半肌小节为单位,建立钙离子循环的几何模型;3)建立钙离子从终池上雷诺定通道(RyR)释放的数学模型;4)建立肌浆中钙离子、镁离子分别与ATP、小清蛋白结合的数学模型;5)建立钙离子结合肌钙蛋白的数学模型,及横桥动力数学模型;6)建立骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程中产生的膜疲劳模型和新陈代谢疲劳模型。本发明是基于骨骼肌生理结构,建立起各个环节的数学模型,能更精确地分析、模拟和预测骨骼肌肌纤维兴奋收缩过程。本发明能够为骨骼肌疾病诊断、康复医疗提供理论指导。

    一种基于代谢生理学的骨骼肌收缩模型

    公开(公告)号:CN107609338A

    公开(公告)日:2018-01-19

    申请号:CN201711004484.7

    申请日:2017-10-24

    IPC分类号: G06F19/12 G09B23/28

    摘要: 本发明公开了一种基于代谢生理学的骨骼肌收缩模型。其步骤为:步骤一:建立人体在不同时间段的能量代谢生理学模型;步骤二:基于人体能量代谢ATP产生过程,建立从细胞电生理学动作电位激活到骨骼肌横桥收缩的数学模型。本发明基于人体内能量代谢过程,为运动消耗能量过程给出合理的解释,对短跑等运动的人体内能量代谢与肌肉收缩关系的研究有理论指导作用。

    一种由肌电信号控制的3自由度假肢手臂腕关节

    公开(公告)号:CN106377344B

    公开(公告)日:2017-12-08

    申请号:CN201610843288.8

    申请日:2016-09-23

    IPC分类号: A61F2/54 A61F2/58 A61F2/72

    摘要: 本发明公开了一种由肌电信号控制的3自由度假肢手臂腕关节,提供小臂旋转,腕关节内收外展,腕关节上伸下屈共3个自由度,包括小臂假肢,腕关节内收外展假肢,腕关节上伸下屈假肢。本发明小臂假肢旋转结构采用止推轴承,沿小臂方向能承受较大的力;腕关节假肢结构采用十字轴式圆柱槽摩擦轮,通过力调节装置可调整主从动摩擦轮之间的压力,当摩擦轮发生磨损时可自动补偿磨损间隙,保证主从动摩擦轮正常工作。该结构具有轴间距小、结构对称紧凑、刚性好、运动平稳、自锁等优点。本发明通过小臂的回转,腕关节内收外展,腕关节上伸下屈,结合反馈系统,模仿真实手臂动作姿态,帮助患者准确地完成生活中相应的动作,具备广泛的市场应用前景。

    一种对骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程的建模方法

    公开(公告)号:CN107330275A

    公开(公告)日:2017-11-07

    申请号:CN201710531356.1

    申请日:2017-06-30

    IPC分类号: G06F19/00 G06F19/12

    CPC分类号: G06F19/12

    摘要: 本发明公开了一种对骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程的建模方法,包括如下步骤:1)以半肌小节为单位,建立骨骼肌快肌纤维膜电生理数学模型;2)以半肌小节为单位,建立钙离子循环的几何模型;3)建立钙离子从终池上雷诺定通道(RyR)释放的数学模型;4)建立肌浆中钙离子、镁离子分别与ATP、小清蛋白结合的数学模型;5)建立钙离子结合肌钙蛋白的数学模型,及横桥动力数学模型;6)建立骨骼肌快肌纤维兴奋收缩过程中产生的膜疲劳模型和新陈代谢疲劳模型。本发明是基于骨骼肌生理结构,建立起各个环节的数学模型,能更精确地分析、模拟和预测骨骼肌肌纤维兴奋收缩过程。本发明能够为骨骼肌疾病诊断、康复医疗提供理论指导。