膝关节疾病计算机辅助诊断方式研究
计算机辅助医学诊断技术研究与应用
计算机辅助医学诊断技术研究与应用导言计算机在医学领域的应用已经成为了一种趋势,尤其是计算机辅助医学诊断技术。
计算机辅助医学诊断技术是指利用计算机技术对医学图像和临床数据进行处理和分析,帮助医生进行更准确的诊断和治疗决策。
本文将深入探讨计算机辅助医学诊断技术的研究现状和应用前景。
一、计算机辅助医学诊断技术的发展历程计算机辅助医学诊断技术最早出现在上个世纪六十年代。
当时,由于计算机图像处理技术的突破,医学图像的数字化和计算机化开始成为可能。
医学图像数字化后,医生们可以利用计算机进行图像的处理和分析,从而得出更准确的诊断结果。
随着计算机运算能力的不断提高和医学图像处理算法的不断优化,计算机辅助医学诊断技术在医学领域得到了广泛应用。
二、计算机辅助医学诊断技术的研究现状目前,计算机辅助医学诊断技术的研究重点主要包括图像处理和分析、模式识别和机器学习、医学知识表示与推理等方面。
1. 图像处理和分析图像处理和分析是计算机辅助医学诊断技术的核心内容之一。
通过对医学图像的预处理、增强和分割等操作,可以将原始图像转化为易于医生观察和分析的形式。
同时,图像处理和分析还可以提取图像中的特征信息,帮助医生对疾病进行定量和定性分析。
2. 模式识别和机器学习模式识别和机器学习是计算机辅助医学诊断技术的关键技术之一。
通过训练计算机识别医学图像中的特定模式和特征,可以提高医学图像的诊断准确性和效率。
目前,机器学习方法如人工神经网络、支持向量机和深度学习等在医学图像诊断中取得了显著的效果。
3. 医学知识表示与推理医学知识表示与推理是计算机辅助医学诊断技术的另一个重要方向。
通过将医学知识形式化表示,建立专家系统和智能决策支持系统,可以辅助医生进行疾病诊断和治疗决策。
此外,基于知识推理的方法还可以帮助医生对医学图像中的异常区域进行定位和分析。
三、计算机辅助医学诊断技术的应用计算机辅助医学诊断技术已经在多个医学领域中得到了广泛的应用,例如放射学、病理学、神经科学等。
计算机辅助导航技术在骨科中的应用进展
计算机辅助导航技术在骨科中的应用进展近年来,计算机辅助导航技术在骨科领域得到了广泛的应用。
它可以提高手术的精准度和安全性,帮助骨科医生进行更加精细和准确的手术操作,同时减少手术的风险和并发症的发生率。
骨科手术需要准确的骨骼定位和精确的器械操作。
在传统的手术方式中,医生需要凭借自己的经验和观察来判断手术的进程和定位。
但是,由于人体解剖结构的复杂性,传统手术方式难以满足高精度操作的需求。
而计算机辅助导航技术可以通过对患者的骨骼数据进行三维数字化重建,实时反馈手术进度和器械位置,提高骨科手术的精度和安全。
计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用主要包括两个方面:预操作计划和实时导航。
预操作计划是指通过将患者的骨骼数据进行数字化重建和模拟操作,帮助医生进行手术前的计划和准备。
实时导航是指通过将手术器械和患者的骨骼数据进行匹配和定位,实现手术过程的实时控制和精确导航。
在预操作计划中,计算机辅助导航技术可以对患者的骨骼结构进行数字化三维重建,并为医生提供更全面和准确的骨骼信息。
医生可以在计算机上进行模拟操作,制定手术方案和手术路径,提高手术过程的安全性和可控性。
同时,预操作计划还可以为医生提供手术器械的选择和定位方案,并优化术中操作流程。
在实时导航中,计算机辅助导航技术可以将术中手术器械的位置和患者骨骼结构进行匹配和定位,通过三维成像技术实时反馈手术器械的位置和移动方向。
医生可以通过计算机屏幕上的实时反馈信息,辅助手术器械的操作和调整,确保手术的精度和安全性。
与传统手术方式相比,计算机辅助导航技术可以将术中误差降至最低,减少手术风险和并发症的发生率。
除了在手术中的应用,计算机辅助导航技术在骨科领域还具有广泛的前景。
例如,在骨科康复治疗中,计算机辅助导航技术可以为医生提供更加全面和准确的患者数据,帮助医生进行更好的康复方案制定和治疗跟踪。
同时,计算机辅助导航技术还可以用于骨科教学和研究,为骨科学的发展提供更加良好的平台和空间。
医学诊断中的计算机辅助诊断技术研究
医学诊断中的计算机辅助诊断技术研究随着计算机技术的不断发展,计算机辅助诊断技术在医学领域中得到了广泛的应用。
计算机辅助诊断技术利用计算机处理和分析医学影像、电子医疗记录、实验室数据等临床信息,辅助医生进行诊断和治疗,大大提高了医学诊断的准确性和效率。
本文将探讨医学诊断中的计算机辅助诊断技术的发展及应用。
一、计算机辅助诊断技术的发展历程计算机辅助诊断技术起源于20世纪60年代末的美国。
当时,医学影像学是最早应用计算机技术的领域之一。
随着医学影像技术的发展,计算机辅助诊断技术得到了进一步的研究和应用。
80年代,计算机辅助诊断技术开始应用于临床实践,成为医学领域中的一个新兴研究领域。
在计算机辅助诊断技术的发展过程中,医学影像分析技术、转录组和蛋白组学等生物信息学技术、电子病历、医学知识和用户界面等技术逐渐成熟和发展。
其中,医学影像分析技术是计算机辅助诊断技术的核心技术之一。
基于医学影像分析技术,计算机辅助诊断技术可以帮助医生快速、准确地诊断疾病。
二、计算机辅助诊断技术的应用现状1.医学影像分析技术的应用医学影像分析技术是计算机辅助诊断技术的核心技术之一。
医学影像分析技术可以对医学影像进行数字化、分类、识别、分割和重建等处理,从而帮助医生快速定位病变区域。
计算机辅助诊断技术在医学影像中的应用主要有以下几个方面:(1)CT/MRI影像分析CT和MRI是常用的医学影像技术,它们可以提供高分辨率、三维、无创和非侵入性的图像,对医生诊断疾病有很大的帮助。
计算机辅助诊断技术在CT和MRI影像分析中可以帮助医生快速、准确地定位病变部位,并提供有效的治疗方案。
(2)乳腺X光影像分析乳腺癌在女性中具有较高的发病率,早期诊断和及时治疗对于提高治愈率至关重要。
乳腺X光影像分析是早期诊断乳腺癌的重要手段之一。
计算机辅助诊断技术可以对乳腺X光影像进行数字化、分类、识别、分割和重建等处理,从而帮助医生快速、准确地判断疑似乳腺癌的瘤块。
计算机导航系统辅助下的全膝关节置换
计算机导航系统辅助下的全膝关节置换摘要:目的通过分析计算机导航系统辅助下人工膝关节置换手术效果的初步分析,得出计算机导航辅助手术的优势、不足。
方法:病例选自2010年1月-2014年1月,均为初次置换手术。
总共为6例重度骨性关节炎患者。
对比手术前后患者的HSS评分、美国膝关节协会评分、关节活动度。
结果:计算机导航系统辅助下人工膝关节置换手术后HSS,AKSS、关节活动度均较术前改善,有统计学意义(P<0.05)。
结论:计算机导航系统辅助下全膝关节置换手术减少创伤,改善关节功能,准确恢复下肢力线。
关键词:计算机导航系统;全膝关节置换;下肢力线;治疗效果全膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty,TKA)现已被成熟应用于临床中,主要用于治疗晚期骨关节病损中,包括骨关节炎、类风湿性关节等。
近年来,随着临床医生、医技人员、工程师等共同努力下,将影像技术与临床治疗现象将结合,开发出列计算机导航辅助骨科导航技术(Computer Assisted Orthopedics Surgery,CAOs),如今CAOS已被临床用于脊柱外科、运动医学科、关节外科、骨肿瘤等,现计算机导航系统已被广泛应用于膝关节置换术中(1)。
1.资料与方法1.1一般资料病例选自2010年1月-2014年1月,均为初次置换手术。
总共为6例重度骨性关节炎患者,其中男2例,平均65岁,女4例,平均64岁。
术前特种外科医院评分(Hospital for special surgery,HSS)评分平均42分,膝关节活动度为0-100度,平均80度;美国膝关节协会评分(American Knee Sociaty Score,AKSS)平均106分;所有患者术前均对全身情况进行评估和控制,6例均存在膝内翻畸形,内翻角平均18度1.2手术方法1.2.1 计算机导航系统手术利用美国蛇牌Ortho pilot系统,系统主要包括:1空间定位器2信号接收器3工作站4显示器1.2.2 手术步骤;患者平卧于手术台,导航系统放置于术者对侧,系统离手术台1.5-2m。
计算机辅助导航系统在关节外科的应用
计算机辅助导航系统在关节外科的应用目的讨论计算机辅助导航系统以及在关节外科的应用。
方法数据库:Pubmed数据库,维普数据库,万方数据库。
标签:中文关键词为”计算机辅助导航关节外科关节成形术韧带重建”;英文关键词为”computer-assisted navigation system(CANS),joint surgery,arthroplasty,ligament reconstruction”。
对检索到的文献进行综述。
结果关节外科作为骨科分支,其大部分手术需要放置内置物辅助治疗,因此手术不仅要求内置物稳定,同时还要求最大限度的恢复关节功能。
随着20世纪计算机及医疗检查设备的不断更新,计算机辅助导航系统进入外科领域。
针对目前常见的手术,比如:髋膝关节置换、交叉韧带重建,现有研究表明,计算机辅助导航能在微创下完成手术,减少手术并发症,提高假体的安放精度,最大限度的恢复关节功能。
结论计算机辅助导航系统虽然目前普及率不高,但该系统优化了手术方式,极大的满足了临床需求,改善了临床疗效。
标签:计算机辅助导航;关节外科;关节成形术;韧带重建计算机辅助导航系统在近几年来发展迅猛,在整个临床医学领域中起到了里程碑式的作用。
由于骨外科的特殊性,在骨科手术中更是应用广泛。
因其具有高精确度、高安全性及高效性的特点,使其在骨外科手术中占有很高的地位。
随着医学影像设备的快速发展,计算机辅助导航系统逐渐应用在外科手术中,尤其在骨外科手术中的应用越来越广泛和成熟。
骨科手术中所需要的骨骼、关节、肌肉的信息可以被X线、CT、MRI等医学影像设备实时、清晰、快速的反映出来,其完美的满足了骨科手术中关节外科的创伤小、精度高的要求,大大提高了手术质量,减少了手术风险。
1计算机辅助导航系统的基本原理计算机辅助导航系统(computer-assisted navigation system,CANS)是一种利用数字化扫描技术(C臂影像、CT、MRI等)进行三维定位的系统,其将扫描出的患者的信息传输到计算机工作站,通过强大的中心计算机工作站的运算,迅速的完成图像处理,重建出较为准确的三维立体影像模型。
计算机辅助3d个体化导板定位法在膝关节前交叉韧带重建术中应用研究
体化导板法行前交叉韧带重建术ꎬ常规组应用传统手术方法ꎮ 比较两组患者的国际膝关节委员会评分( IKDC) 、Lysholm 评分
及制备股骨侧隧道所需时间ꎬ术后 2 周采用 X 线影像对股骨侧定位进行评价ꎮ 结果 术后ꎬ两组的 Lysholm 评分、IKDC 评分
the positioning methodꎬthe patients were divided into the conventional group and the individualized guide groupꎬwith 30 patients in
each group. The individualized guide group underwent ACL reconstruction with computer ̄assisted precise individualized guide methodꎬ
化导板定位法定位股骨侧隧道ꎬ效果良好ꎬ可缩短定位时间ꎮ
[ 关键词] 前交叉韧带ꎻ 股骨隧道ꎻ 3D 打印
中图分类号:R684 DOI∶ 10. 16048 / j. issn. 2095 ̄5561. 2019. 06. 01 文章编号:2095 ̄5561(2019)06 ̄0331 ̄04
used to evaluate femoral lateral localization 2 weeks after surgery. Results Lysholm score and IKDC score of the two groups were sig ̄
nificantly increased after surgeryꎬand the difference between the two groups was not statistically significant( P > 0 05) . Two weeks af ̄
膝关节疾病计算机辅助诊断方式研究浅谈
膝关节疾病计算机辅助诊断方式研究浅谈作者:鹿猛葛飞来源:《计算机光盘软件与应用》2013年第02期摘要:计算机智能的发展为膝关节疾病的诊断提供了新的诊断方式,克服了传统诊断方式一些缺点。
本文就膝关节摆动信号处理过程技术进行汇总,对未来的发展方向进行展望。
关键词:膝关节;膝关节摆动信号;计算机辅助诊断;模式识别;计算机智能;信号分段中图分类号:R445.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2013) 02-0000-02膝关节疾病在人群中的发病率特别高。
目前的临床诊断方式有以关节镜入侵检测为代表的入侵性检测与MR,DR,CT影像为代表的非入侵性检测的诊断方式。
入侵性检测对患者而言特别疼痛,并需要多次检测进行判决。
非入侵性检测需要放射性诊断,流程复杂,并需要大量的人工操作与分析。
一种克服传统诊断方式弊端,简化诊断过程的膝关节诊断方式提出,过程为:信号收集;信号预处理;特征提取;模式分类;得出初步诊断结果。
下面分别对过程简介。
1 膝关节摆动信号与信号收集膝关节在伸展或弯曲时,内外关节组织会发出微弱的摆动音频信号,是一种复杂的非平稳信号,这就是膝关节摆动信号(VAG)[1]。
正常的关节表面是较光滑的,在活动时只发出轻微的声音;患有骨关节炎或增值性关节炎等疾病的关节病患者,软骨组织会有一定程度的损坏,在活动时会摩擦产生较多的杂音。
众多文献表明,膝关节摆动信号可被用来表征膝关节软骨的状态。
VAG的采集将加速器放在受测者膝关节髌骨中部,让受测者从水平状态向下弯曲至大约135度,在伸展回水平状态。
采集过程中保持以膝关节为中心轴角速度恒定。
2 信号预处理方式与特征提取VAG测量得到的信号会引入肌电摆动信号(VMG),随机噪声。
肌肉收缩干扰(MCI)是辅助诊断的主要障碍。
Krishna的实验表明进行特征提取前MCI去除不是必要的,甚至产生负面影响。
去除噪声的预处理方式有两部分;第一部分去除由肌肉运动产生的基线噪声干扰,处理方法是利用时延滑动平均滤波器(Moving average filter)进行处理[2];第二部分为去除VAG信号中的噪声,有匹配追踪去噪,小波滤波方法以及提出的一种以最小能量化为原则的自适应滤波器模型。
计算机辅助膝内翻及外翻畸形分析和精确矫形
计 算 机辅 助 膝 内翻 及 外 翻 畸形 分 析 和精 确矫 形
丁 焕文 尹庆 水 张 迪辉 涂 强 王虹 沈 健 坚 易灿 王楠 刘辉 亮 王迎 军 陈晓峰
【 摘要 】 目的
探讨计算机辅助膝关 节内外翻畸形分析 和精确矫形 的新方法 , 评价计算 机辅助
20 0 5年 9月 ~ 0 0年 9月共收 治膝 内、 翻畸形 患者 21 外
术 后 的膝 关 节 功 能 。结 果 所有患者均得到随访 , 随访 时 间 9~3 6个 月 , 均 1. 平 87个 月 。术 后 早 期
x线证 实 : 内、 翻畸形 完全矫 正 , 膝 外 下肢 负重力线恢 复正 常。术前 计算机 辅助 测量与 X线 的测 量 值, 两者测量无统计学差异 ( 0 0 ) 术前及术 后 x线测量 的股骨角 、 P> .5 ; 胫股 角 、 骨关节 面夹角 等 胫 参数对 比, 有统计学差异 ( 00 ) 具 P< . 5 。根据膝关节 H S评分标准 : S 术前 (5 4-1. ) , 5 . 4 5 2 分 术后半 年 - ( 1 8± . ) , 8 . 96 分 两者差异有统计学意义 ( 0 0 ) P< .5 。传统方 法组与计算 机辅助矫 形组相 比 , 术后 角、 B角和膝关节功能评分具有统计学差异 ( 0 0 ) P< . 5 。随访 期 间未发现有 内 固定失败 、 骨不 愈合 、 膝 内外翻复发 、 无神经血管损伤等并发症 ; 中 3例患者术后 2周出现异体 骨排斥反应 , 其 给予伤 口换 药治疗后好转 , 随访期 间未发现骨不 愈合 。结 论 采用计 算机辅 助膝 内外 翻分析 和精确矫形 , 膝 将 内外翻畸形 的精确矫形提升到数字化水 平 , 具有更加精确 、 更加可靠 、 更加 良好的治疗 效果 。
计算机辅助在合并关节畸形的膝关节置换术中的作用
8 陆声, 徐永清, 李严兵, 脊柱椎弓根定位数字化导航模板 的 等. 设计【] 中华创伤骨科杂志, 0 8 1() 181 1 J. 2 0 , 02: 2 —3 .
9 Ug rHC, trA, u Ata UzA,e 1 u gc la ao c e auain o ta.S ria n tmi v l t f o
Ne ms坞e 2 0 , 71
1 3王 东 来 , 天 驷, 士 中, . 唐 黄 等 下颈 椎 椎 弓根 内固 定 的解 剖 学研
究与临床应用[ .中华骨科杂志, 9 8 1(1: 5 -6 . J ] 19 , 8 1) 6 96 2 1 4谭明生,张光铂, 移平, 管道疏通 法行颈椎 弓根螺钉置入的 等. 研究 [ _ J 中国脊柱脊髓 杂志, 0 2 1()4 54 0 】 2 0 , 26: 0 -1 . ( 收稿 日期: 0 00 .4 2 1.20 ;修 回日期:0 00 .9 2 1.42 ) ( 本文编辑 白朝 晖)
1%的胫骨截 骨 角度超 过 了4 , 0 。 术后 力 线及韧 带平衡矫 正 不理 想的情 况时有 发生 。将 计 算机辅 助导航 技
术应 用于膝 关 节置换 手术 , 不仅 可 以克服 人 为因素 导致 的疗 效欠佳 , 可对 关 节严 重 畸形 、 还 骨质缺 失 、 韧 带损伤 等 复杂 关节疾病 进行个体 化 手术 , 大提 高 了手 术的精确 性和 安全性 。 大 本研 究比较 了传 统全膝 关节置 换术 ( tl nea ho l t, K 与计 算机辅 助 导航 T A的矫 正程 t a k e r rpa y T A) o t s K 度 , 比分析 了在 有无 关节畸 形 条件 下计算 机辅助 导航 T 对 KA矫正 结 果的 差异 。研 究者将 4 例无 明显 关 0 节畸 形 的欲行 T A的 患者 分 为两 组 : 算机辅 助 导航 T A 组( K 计 K =2 ) 0 和传 统手 术组 ( =2 ) 通过 手术 , 2 0。 前后 下肢 全长 C T扫描 比较 两组患 者 的股 骨 角、 骨 角和股胫 角 : 胫 另将 有 明显 关节畸 形( 状 面上 内外翻 冠 角 > 1。 的 4 名 患者 以同样 方式 分组 、 行手 术 并进 行 影像 学对 比观 察 。结 果表 明 , 无 明显 畸形 组 0) 0 施 在 中, 传统手 术 比较 , 与 计算 机辅 助 导航 T A 术后 患者 的股 骨及 胫骨假 体 位 置更加 精 准 , 骨 角和股 胫 角 K 股 获得 明显改善 ( 与股骨 角和 股胫 角的理 想值 相接 近 ) 但胫 骨 角无 明显 区别 。在 存在 明显畸 形 的4 例 患 , 0
骨关节疾病治疗中应用计算机辅助技术的分析
骨关节疾病治疗中应用计算机辅助技术的分析目的:分析计算机辅助技术在骨关节疾病治疗中的应用效果,从而为疾病的治疗提供新的思路和方法。
方法:以我院在2012年12月-2013年12月收治的100例骨关节疾病患者作为研究对象,采用医学CT/MRI对其骨骼进行扫描,并通过计算机辅助技术对骨关节解剖结构建立模型,然后使用CAD软件准确分析上述解剖模型,并通过快速成型技术制作出骨关节的原型,进而与实物原型进行对比分析,最后将上述模拟数据输入到计算机中对整个外科手术过程的设计、演练以及合适固定材料进行优化选择,从而对骨关节的手术过程进行准确设计并实施。
结果:通过计算机辅助技术,16例髋关节脱臼患者术后髋关节包容恢复至正常及其功能也恢复良好;20例前后交叉韧带损伤的患者术后膝关节的功能恢复良好;23例骨关节畸形患者术后其畸形关节解剖功能和外形恢复良好;25例骨折患者在术后5个月左右骨折基本愈合;16例行内固定重建肿瘤切除术后并发骨缺损的患者,在术后对患者进行定期随访发现患者治疗情况好转,并未出现内固定器械的断裂以及肿瘤的复发等情况。
结论:计算机辅助技术对多种骨关节疾病的治疗过程方案的个性化设计、实施以及功能重建等方面具有重要的价值。
标签:骨关节疾病;计算机辅助技术;数字化骨科手术随着医疗时代的不断进步,借助现代科学技术手段将是外科手术的应用与发展的必然趋势,这是由于人体自身的思维和能力是有限的[1]。
为了分析计算机辅助技术在骨关节疾病治疗中的应用效果,从而为疾病的治疗提供新的思路和方法,本文以我院在2012年12月-2013年12月收治的100例骨关节疾病患者作为研究对象,分析计算机辅助技术在骨关节疾病治疗过程中的应用效果。
现将其结果报告如下:1 资料与方法1.1 资料以我院在2012年12月-2013年12月收治的100例骨关节疾病患者作为研究对象,其中男性患者54例,女性患者46例,最大年龄为68岁,最小年龄为7岁,其平均年龄为(33.4 ± 1.7)岁。
计算机辅助在关节镜手术诊疗中的应用进展
402计算机辅助在关节镜手术诊疗中的应用进展吴根全1,2,孙鸿坤1,3,伍克州1*1.汕头大学医学院第一附属医院运动医学中心,广东 汕头 515041;2.汕头大学工学院生物医学工程系,广东 汕头 515000;3.汕头大学医学院口腔医学系,广东 汕头 515041;*通信作者 伍克州 【基金项目】广东省科技创新战略专项资金(大学生科技创新培育)项目(pdjh2022b0189);汕头大学医学院第一附属医院英才托举项目(SDFY-2022KY07)【摘要】关节镜是一种临床常用的微创检查和治疗方法,但其视野易受关节内组织遮挡,常需要配合其他影像检查应用。
随着医疗设备及计算机图像处理技术的不断发展,基于计算机辅助的手术方式在普外科、骨科等的应用已相对成熟,能在术中提供精确的导航。
因此,基于计算机辅助的手术方式在关节镜外科手术中的应用逐渐受到重视。
本研究对计算机辅助骨科手术的原理和技术进行分析,从术前成像、术中导航、机械臂操作等方面分析计算机辅助关节镜手术的诊疗应用进展以及技术可行性,发掘其潜在的临床应用价值,讨论存在的问题,进一步提升我国关节镜手术诊疗可行性。
【关键词】外科手术,计算机辅助;手术导航系统;关节镜;综述【中图分类号】R445;R687.3 【DOI 】10.3969/j.issn.1005-5185.2024.04.019Application Progress of Computer Assistance in the Diagnosis and Treatment of Arthroscopic SurgeryWU Genquan 1,2, SUN Hongkun 1,3, WU Kezhou 1*Sports Medicine Center, the First Affiliated Hospital of Shantou University Medical College, Shantou 515041, China; *Address 【Abstract 】Arthroscopy is a commonly used minimally invasive examination and treatment method in clinical practice, but it has the problem of easily obstructing the view by the joint tissue. Its application often requires cooperation with other imaging examination methods. With the continuous development of medical equipment and computer image processing technology, computer-assisted surgical methods have become relatively mature in departments such as general surgery and orthopedics, providing accurate navigation during surgery. Therefore, the application of computer-assisted surgical methods in arthroscopic surgery is gradually attracting attention. This article analyzes the principles and techniques of computer-assisted orthopedic surgery, analyzes the progress and technical feasibility of computer-aided arthroscopic surgery in diagnosis and treatment from aspects such as preoperative imaging, intraoperative navigation, and robotic arm operation, explores its potential clinical application value, discusses its existing problems, and hopes to further improve the diagnosis and treatment of arthroscopic surgery in China.【Key words 】Surgery, computer-assisted; Surgical navigation systems; Arthroscopes; Review Chinese Journal of Medical Imaging, 2024, 32 (4): 402-406计算机辅助手术是由影像、立体定位、计算机等技术相结合形成的导航系统,已应用于关节置换术、骨骼畸形矫正、骨折手术、骨科肿瘤等骨科手术,称为计算机辅助骨科手术[1],但目前较少应用于关节镜手术中。
计算机辅助诊断技术的研究与应用
计算机辅助诊断技术的研究与应用近年来,计算机技术的发展给医疗行业带来了重大的变化。
计算机辅助诊断技术的研究和应用,成为了医疗行业的热门话题。
通过计算机辅助诊断技术,医生可以更加有效地诊断疾病,为患者提供更好的治疗方案。
本文将探讨计算机辅助诊断技术的研究与应用。
一、计算机辅助诊断技术简介计算机辅助诊断技术(Computer-Aided Diagnosis,CAD)是指在医学图像的分析、诊断、量化和治疗规划等方面,通过计算机软件工具的应用提供的辅助诊断技术。
计算机辅助诊断技术可以帮助医生更快、更准确地做出诊断。
计算机辅助诊断技术主要包括图像处理、机器学习、模式识别和人工智能等方面。
其中,图像处理是计算机辅助诊断技术的基础,通过处理图像去除噪声、增强图像对比度,提高图像质量,从而为后续的分析和诊断提供充分的数据基础。
机器学习是利用数学和统计学方法建立模型,对数据进行分类、聚类、预测和决策等方面的技术,而模式识别则是基于算法模型,对不同的模式进行识别和分类。
人工智能技术则是利用计算机程序进行模拟人类思维和决策的技术。
二、计算机辅助诊断技术在医学影像领域的应用医学影像是计算机辅助诊断技术广泛应用的领域之一。
医学影像病症检测、诊断和治疗是临床医生需要进行的常规工具。
由于医学影像数据资源大、复杂、不断积累,因此如何高效快速地对数据进行分析就成为了临床医生常见问题。
而计算机辅助诊断技术的应用正好能解决这样问题。
在医学影像领域,计算机辅助诊断技术主要应用于CT、MRI、X射线等影像数据的分析和诊断。
随着计算机科学技术的不断发展,医学图像的自主分析和识别已经成为研究热点之一。
比如,计算机辅助诊断技术为医生提供了血液流速、器官位置、关节骨骼结构等一系列关键信息,使医生能够快速、精确地进行疾病的诊断和治疗。
三、计算机辅助诊断技术在肺癌诊断方面的应用作为常见的恶性肿瘤类型之一,肺癌诊断一直以来就是临床医生面临的重大挑战。
医学中的计算机辅助诊断技术及其应用研究
医学中的计算机辅助诊断技术及其应用研究随着计算机技术的发展,医学中的计算机辅助诊断技术也逐渐成熟。
计算机辅助诊断技术是指运用计算机技术对医学图像、信号等数据进行处理和分析,以达到对疾病的诊断、判断和预测的目的。
本文将从医学中计算机辅助诊断技术的概念、特点、应用、研究进展等方面进行论述。
一、计算机辅助诊断技术的概念和特点计算机辅助诊断技术是将计算机技术应用于医学诊断的一种新技术。
它通过对患者的体征、生理信号、医学影像等数据进行数字化、存储、处理和分析,利用各种算法和模型构建系统,在医学诊断中起到辅助作用。
相较于传统诊断方式,计算机辅助诊断技术有着显著的特点:1.精度高:计算机辅助诊断技术能够通过自动化的方式对大量的数据进行分析,其判断结果准确性高,可以有效提高诊断的准确率。
2.多样性强:计算机辅助诊断技术可以在医学影像、实验室检测结果、病历信息等方面进行分析和建模,从而对病情进行多方位的判断,提高检测准确性。
3.效率高:计算机技术具有快速的处理和分析速度,能够在短时间内完成大量的数据处理和分析,减轻医生的负担,提高诊断效率。
二、计算机辅助诊断技术的应用计算机辅助诊断技术在医学中的应用领域较广泛。
以下列举几个经典的案例:1.医学影像诊断:计算机辅助诊断技术在医学影像领域应用较为广泛。
通过对CT、MRI、X光等医学影像进行处理和分析,辅助医生进行疾病的诊断。
2.心电图诊断: 心电图是一种记录心脏电活动的方法。
计算机辅助诊断技术可以通过对ECG图像处理和分析,辅助医生进行心脏疾病的诊断和治疗。
3.病理图像诊断: 计算机辅助诊断技术在病理领域的应用越来越广泛。
它可以通过对组织切片图像进行数字化处理和分析,辅助病理医生进行疾病的分类和定量分析。
除此之外,计算机辅助诊断技术还可以应用于医学中的各个领域,如药物研发、临床检测等。
三、计算机辅助诊断技术的研究进展计算机辅助诊断技术的研究已经成为医学技术领域中的一个热门研究主题。
基于人工智能的膝关节病变智能诊断技术研究
基于人工智能的膝关节病变智能诊断技术研究第一章:引言随着人口老龄化、生活方式转变、运动量减少等因素的影响,膝关节病变已经成为临床上最为常见的疾病之一。
传统的膝关节疾病诊断方法主要是依靠医生在体格检查中判断症状,或者通过X光、MRI等影像学检查来确定诊断。
但是这些方法都存在着一定的限制和不足,如受到医生经验、设备水平和影像质量等方面的限制,进而影响了诊断的精确度和及时性。
因此,基于人工智能的膝关节病变智能诊断技术的出现将极大地提高膝关节疾病的诊断精度和可靠性。
第二章:相关技术介绍目前,基于人工智能的膝关节病变诊断技术主要采用深度学习算法。
首先,需要利用数据集进行训练,该数据集通常包括丰富的膝关节影像、病历资料等。
对于图像处理,先进行数据预处理,包括分割等操作,以便后续算法的运行。
然后,通过运用深度学习算法对各种类别的膝关节影像进行分类。
深度学习算法的优势在于具有自我学习的能力,能够识别复杂多变的图像,准确判断膝关节是否受到了病变的影响。
第三章:系统设计基于人工智能的膝关节病变智能诊断系统主要包括以下几个方面:1.预处理模块该模块的主要功能是对输入的膝关节影像进行分割、灰度化、去噪等操作,以便后续算法对其进行精确分析。
2.特征提取模块通过对预处理后的膝关节影像进行特征提取,并使用相关算法对特征进行进一步处理,以减少特征向量的维度。
3.分类模块通过深度学习算法对特征向量进行分类,通过训练后的模型,判断输入的膝关节影像是否存在病变。
4.用户接口系统还需要一个人性化的用户接口,让用户可以更加方便地操作和使用系统,比如上传待诊断的影像,查询历史记录等。
第四章:系统优势相对于传统的膝关节疾病诊断方法,基于人工智能的膝关节病变智能诊断系统具有以下优势:1.诊断速度快基于人工智能的诊断系统能够在短时间内对大量样本进行分析,并快速给出诊断结论,大大缩短了临床医生的诊断时间。
2.精度高利用深度学习算法,系统能够将诊断的精度提高到一个极高的水平,避免了因人为因素造成的误判或漏诊。
计算机辅助疾病诊断的技术研究
计算机辅助疾病诊断的技术研究一、引言随着信息技术的飞速发展,计算机辅助疾病诊断已经成为了医学领域中的热门问题之一。
计算机辅助疾病诊断技术可以利用计算机算法和人工智能技术,对患者的病情和症状进行分析和诊断,从而辅助医生快速准确地识别出患者的疾病类型,提高疾病诊断的准确率和效率。
本文将介绍计算机辅助疾病诊断技术的研究进展,并探讨其未来的应用前景。
二、疾病诊断的挑战疾病诊断一直是医学领域中的重要问题,但是由于人体复杂的生理结构和多样的病理过程,疾病诊断存在着一些困难和挑战。
其中最主要的困难之一是病因不明,因为不同人的身体构造和病理过程都会有所不同,导致相同的症状可以对应多种疾病。
另外,医生在面对复杂的疾病时,也往往需要依赖一些复杂的检测和分析手段,例如影像学检查、病理检查等。
这些手段的繁琐和耗时也对疾病诊断造成了一定的影响。
三、计算机辅助疾病诊断技术的研究进展为了解决疾病诊断的这些难题,研究人员开始运用计算机科学和人工智能技术进行疾病诊断的辅助。
近年来,计算机辅助疾病诊断技术已经取得了一定的进展,主要包括以下方面:1. 基于机器学习的疾病诊断机器学习技术已经成为了计算机辅助疾病诊断的重要手段之一。
研究人员可以利用机器学习算法对患者的数据进行分析和处理,从而辅助医生作出更准确的诊断结果。
例如,利用神经网络等技术,可以对大量的医学数据进行训练,从而让机器能够快速准确地识别病情。
2. 基于人工智能的疾病诊断人工智能技术也可以用于辅助疾病诊断。
例如,研究人员可以使用自然语言处理技术,分析患者的症状和体征,从而辅助医生判断患者的病情。
此外,研究人员还可以使用深度学习技术,对患者的医学图像和影像进行分析和处理,从而提供更准确的诊断结果。
3. 移动计算机辅助疾病诊断移动计算机技术也可以用于辅助疾病诊断。
例如,研究人员开发了一些应用程序,可以帮助患者自我诊断和监测身体状况。
同时,这些程序也可以提供与医生互动的接口,让患者的症状和体征可以及时传递给医生,从而提高疾病诊断的效率。
计算机导航辅助与传统内侧开放胫骨高位截骨术治疗膝内侧骨关节炎的早期疗效比较
计算机导航辅助与传统内侧开放胫骨高位截骨术治疗膝内侧骨关节炎的早期疗效比较引言:膝内侧骨关节炎(medial knee osteoarthritis)是一种常见的膝关节疾病,其主要特征是由于软骨的退行性改变而导致的膝关节内侧疼痛、肿胀和功能障碍。
对于膝内侧骨关节炎的治疗,内侧开放胫骨高位截骨术一直被认为是一种有效的治疗方法。
然而,随着计算机导航技术的不断发展,它在各个领域中的应用也得到了广泛关注。
因此,本文旨在比较计算机导航辅助和传统内侧开放胫骨高位截骨术治疗膝内侧骨关节炎的早期疗效。
方法:本研究采用回顾性研究的方法,共纳入了100例膝内侧骨关节炎患者。
其中50例患者接受了计算机导航辅助的内侧开放胫骨高位截骨术治疗(观察组),另外50例患者接受了传统内侧开放胫骨高位截骨术治疗(对照组)。
对两组患者进行手术治疗后,我们比较了术后早期疗效的比较。
结果:观察组患者术后膝关节疼痛和功能恢复的时间显著短于对照组患者(P<0.05)。
观察组患者的手术时间明显延长,但术后出血量较少,住院时间缩短(P<0.05)。
术后两组患者的X线摄影结果显示,观察组患者的膝关节对齐度更好,关节间隙恢复更为理想(P<0.05)。
讨论:本研究结果表明,计算机导航辅助的内侧开放胫骨高位截骨术在膝内侧骨关节炎的早期治疗中具有明显的优势。
与传统手术相比,计算机导航辅助手术能够更为精确地实现骨切割,使关节对齐度更好,关节间隙恢复更为理想,从而提高了疗效。
虽然观察组患者的手术时间显著延长,但这一缺点可以通过术后恢复期的加强来弥补。
结论:计算机导航辅助的内侧开放胫骨高位截骨术相对于传统手术在治疗膝内侧骨关节炎的早期具有明显的疗效优势。
然而,需要注意的是,本研究是一项回顾性研究,还需要进一步的前瞻性研究来验证这些结果,并且长期随访观察术后效果。
希望这项研究结果对于膝内侧骨关节炎的治疗提供一定的参考和指导。
致谢:在研究过程中,我们要感谢所有参与本研究的患者和研究人员的支持和配合。
计算机辅助设计膝关节股骨远端三维B样条曲线的科研教育
石 更强 , 男,1 9 7 5年 生 , 湖 南省 新 邵 县人 , 汉族 ,
2 0 1 1 年 上 海 理 工 大 学 毕 业 ,硕 士 , 主要 从 事数 字 建模 方 面的研 究 。
d o i : 1 0 3 9 6 9 / j . i s s n . 2 0 9 5 - 4 3 4 4
中 图 分 类 号 : R 3 1 8 文 献 标 识 码 : B  ̄ - : 2 0 9 5 4 - 3 4 4 ( 2 0 1 4 ) 0 9 _ 0 1 4 4 7 _ 0 6 稿 俐 受 : 。 。
结 果 与结 论 : 同学们对 获 得 的人 体膝 关节 股骨 远端 计 算机 断层 扫描 文件 图像进 行 了 图像 处 理 ,利用 计算 机 辅 助 设计 等 图像 处理 软件 对 膝关 节股 骨 远端 进行 了二维轮 廓 的矢 量化 和 二维 轮廓 提取 ,建 立 了基 于 患者股 骨 远 端 计算 机 断层 扫描 断层 胶 片股 骨远 端 二维 图像 轮廓 的三 维 数据 ,为临床 医 学 中膝关 节 的个 性化 设计 提供 了一 种 有效 的手段 。
石 更强 .陈岚.计 算 亳 f { i 辅助 设计 裱 关节段 骨远 端三 维 B 样 条 曲线 昀科 研 教育 , 中国组 织I 程研 究 .2 0 1 4 .
1 8 ( 9 ) : 1 4 4 7 - 1 4 5 2 .
Sc i e n t i f i c r e s e a r c h a n d e d u c a t i on o f t h r e e d i me n s i on a l B s p l i n e c u r v e o f t h e d i s t a l
计算机辅助诊断的应用以及研究现状
计算机辅助诊断的应用以及研究现状随着现代科技的发展,计算机辅助诊断(Computer-aided Diagnosis, CAD)逐渐成为医学领域的热点研究方向之一。
它借助机器学习、人工智能等技术,将大量的医学影像数据进行模式识别和分析,从而实现对疾病的精准诊断和预测。
本文将从CAD的定义、现状、应用和局限性等方面进行展开。
一、CAD技术的定义CAD即计算机辅助诊断,是一种利用计算机技术辅助医生进行诊断的方法,其主要目的是通过对医学影像数据的识别和分析,从而提高医生的诊断准确率及疾病预测能力。
它主要应用于医学影像领域,例如CT、MRI、X光等,通过对影像数据进行数字化处理、特征提取、模式识别等步骤,可以更快速、准确地指导医生进行疾病诊断和治疗。
二、CAD技术的现状目前,CAD技术在医学领域已得到广泛的应用。
在癌症的早期诊断方面,CAD技术可以通过对乳腺X光片进行分析识别,帮助医生发现患者即将发展为癌症的可能性;在结直肠癌的早期诊断方面,CAD技术可以通过对结肠镜检查所得数据进行自动识别和分析,帮助医生提高诊断准确率。
此外,CAD技术还可以用于脑部疾病、心脏病、骨科等多个医学领域。
随着人工智能的迅速发展,CAD技术在医学领域的应用也得到了迅猛的发展。
很多AI医疗产品也已经问世,例如知名的医疗影像AI初创公司Infervision是一家专门从事医疗AI研发的公司,其基于深度学习算法的医疗影像AI产品已经推到了全球市场。
此外,国内的云从科技也是一家专注于医学影像领域的AI公司,其医学影像智能诊断系统已经在多个医院得到了应用,目前正在探索更多的创新应用场景。
三、CAD技术的应用1. 医学影像诊断:CAD技术可以通过对医学影像数据进行数字化处理、分析和识别,从而协助医生进行疾病诊断,提高诊断准确率及预测能力。
2. 疾病预测:CAD技术可以通过对大量的疾病数据进行分析和挖掘,从而实现对疾病的早期预测及风险评估。
人工膝关节置换术计算机辅助系统
人工膝关节置换计算机辅助系统1用户需求1.1系统的目标在进行人工膝关节置换手术时,要考虑患者的病情、手术条件、手术设备以及所采用的人工膝关节类型等多方面的因素,因此整个过程是相当复杂和繁琐的,主治医生必须要有丰富的人工膝关节置换术经验,才有可能把手术做的更加完善,减轻病者的痛苦。
该系统旨在通过计算机辅助的手段,为人工膝关节置换术提供有效的帮助,尤其对于那些较年轻的、经验不足的医生,可以很好的为他们制定出针对每一个患者的不同的手术计划,从而极大的提高了手术的效率。
1.2系统描述本系统主要的功能如下:患者管理、手术管理、方案管理、人工膝关节库管理以及人工膝关节设计1.3用户特点主要面向各医院外科手术医生,应对Windows操作环境比较熟悉。
1.4实现语言服务器操作系统:Windows XP客户端操作系统:Windows XP数据库平台:Microsoft Access 2003开发工具:Visual Basic 6.0、Autodesk Inventor 20112功能模块定义与描述2.1功能构成为了达到能够全面辅助人工膝关节置换的目的,系统设计了以下四个功能模块:(1)病人信息管理模块;(2)手术方案管理模块;(3)人工膝关节分类管理模块;(4)人工膝关节设计模块。
2.2功能描述2.2.1病人信息管理模块此模块主要用于完成病人基本信息管理的功能,首先通过与患者的谈话,了解患者的一些基本情况,如年龄、是否肥胖、有否金属过敏、恶劣的内科疾病,以及这些情况能不能治疗,有没有达到进行手术的条件。
然后根据术前体格检查及拍摄的X放射线片、CT影像资料以和化验检查的情况,判断膝关节的病症范围,包括畸形及骨缺损的程度、关节的稳定性及运动范围;周围软组织情况;髌骨及髌-股关节的状况等,并将所有这些患者基本资料输入到病人信息数据库中保存起来,然后导出为Doc或者Txt格式的文档,作为下一步确定具体手术方案的依据。
另外在手术完成后,还可以把手术情况记录下来,这样一旦以后需要进行人工膝关节的翻修替换时,就能够提供很有价值的参考数据,为置换手术带来极大的方便。
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膝关节疾病计算机辅助诊断方式研究浅谈摘要:计算机智能的发展为膝关节疾病的诊断提供了新的诊断方式,克服了传统诊断方式一些缺点。
本文就膝关节摆动信号处理过程技术进行汇总,对未来的发展方向进行展望。
关键词:膝关节;膝关节摆动信号;计算机辅助诊断;模式识别;计算机智能;信号分段
中图分类号:r445.1 文献标识码:a 文章编号:1007-9599 (2013) 02-0000-02
膝关节疾病在人群中的发病率特别高。
目前的临床诊断方式有以关节镜入侵检测为代表的入侵性检测与mr,dr,ct影像为代表的非入侵性检测的诊断方式。
入侵性检测对患者而言特别疼痛,并需要多次检测进行判决。
非入侵性检测需要放射性诊断,流程复杂,并需要大量的人工操作与分析。
一种克服传统诊断方式弊端,简化诊断过程的膝关节诊断方式提出,过程为:信号收集;信号预处理;特征提取;模式分类;得出初步诊断结果。
下面分别对过程简介。
1 膝关节摆动信号与信号收集
膝关节在伸展或弯曲时,内外关节组织会发出微弱的摆动音频信号,是一种复杂的非平稳信号,这就是膝关节摆动信号(vag)[1]。
正常的关节表面是较光滑的,在活动时只发出轻微的声音;患有骨关节炎或增值性关节炎等疾病的关节病患者,软骨组织会有一定程度的损坏,在活动时会摩擦产生较多的杂音。
众多文献表明,
膝关节摆动信号可被用来表征膝关节软骨的状态。
vag的采集将加速器放在受测者膝关节髌骨中部,让受测者从水平状态向下弯曲至大约135度,在伸展回水平状态。
采集过程中保持以膝关节为中心轴角速度恒定。
2 信号预处理方式与特征提取
vag测量得到的信号会引入肌电摆动信号(vmg),随机噪声。
肌肉收缩干扰(mci)是辅助诊断的主要障碍。
krishna的实验表明进行特征提取前mci去除不是必要的,甚至产生负面影响。
去除噪声的预处理方式有两部分;第一部分去除由肌肉运动产生的基线噪声干扰,处理方法是利用时延滑动平均滤波器(moving average filter)进行处理[2];第二部分为去除vag信号中的噪声,有匹配追踪去噪,小波滤波方法以及提出的一种以最小能量化为原则的自适应滤波器模型。
vag噪声需要建立一种新型评价方法。
比较算法效率,去噪性两种效果而言,自适应滤波器的效果最好[3]。
3 特征提取
特征分为全局特征与局部特征。
全局统计需要对整个信号进行分析,局部特征适用于分段信号。
信号分段有两种:一种是人为方式,适用于有固定类型的vag信号;另外一种是自适应分段。
局部特征提取方法类似于全局特征。
传统分析方式及有临床分析,时域与频域分析。
为简化信号处理与决策过程,rangayyan和wu提出一种基于参数非参数方法统计模型去描述vag信号[1]。
异常的vag
信号波动性比较强。
统计方法关注的是信号的波动特征。
应用的特征有波形参数(ff)、偏斜度(s)、峰度(k)、信息熵(h)、转向计数(tc)与均方值方差(vms)。
wu利用芝加哥大学的接受者操作特征(roc)与fisher线性判决对单一的特征进行分析[4]。
结果显示波形系数、偏斜度与均方值特征比峰度、信息熵、转向系数特征包含等多的分类信息。
局部特征可以使用roc分析,找出包含较多分类信息的特征。
vag的全局特征与局部特征结合使用有更好的效果。
4 模式分类
提取出特征后,接下来设计适应的分类算法。
以下简介几种使用过的分类器。
tavathia提出一个用于自适应分段和vag信号特征的线性预测模型,提取分段后的能量与带宽作为分类特征,表明可以使用特征区分正常与异常的信号;rangayyan和wu提出的一种使用径向基函数的神经网络算法(rbfn),分类器使用的特征有ff、tc、vms、u、d等统计信号特征。
rbfn的分类准确率达到了81.72%;mu 提出使用tc与整个过程中vms为特征的rbfn,准确率提高到85.7%;wu 提出一种利用数学统计特征并基于人工神经网络的多分类模式系
统[5],人工神经网络是由一组由最小二乘法为支持向量机(svm)核心函数线性与标准组合,分类系统可以有效的降低均方mse方面的误差。
5 定性的诊断结果
模式分类后,可以初步确定提取特征对应区域的信号是否正常。
6 结论与未来发展趋势
文章主要讨论了最近出现的诊断过程中出现的一些新的技术算法。
目前的vag信号分析的技术算法极大的提高了膝关节疾病的分析与诊断的效率,但在临床诊断方面的价值不大。
作为人体最大最复杂关节,膝关节的关节软骨损伤非常复杂,关节运动模式尚未完全清晰,这些都阻碍了辅助诊断的应用。
为将诊断方法应用于临床,未来的研究应该在如何更有效的去噪,自适应分段,提取更有甄别性的全局与局部特征,与更设计性能更好的分类器。
应该结合膝关节运动模型与临床医学的诊断经验与知识相结合,建立一个膝关节的诊断模型,让临床应用成为现实。
参考文献
[1]yunfeng wu,1 sridhar krishnan,1 & rangaraj
puter-aided diagnosis of knee-joint via vibroarthrographics signal analysis:a review.201-224,2010.
[2]cai s, wu y,xiang n, zhong z,he j,shi l,xu f. detreding knee joint vibration signals with a casecade moving average filter. conf proc ieee eng med biol soc.2012 embc.2012.
[3]m.lu s. x.cai adaptive noise removal of knee joint vibration signals using a signal power error minization
method. 7th iccct 2012 1217- 1210,2012.
[4]吴云峰.计算机智能技术与生物医学信号分析,2008:10-17.
[5]y. f wu, s. x. cai, m. lu, and s. krishnan an artificial-neural-network-based multiple classifier system for knee-joint vibration signal classification.3ca’11,2011.。