| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-24页 |
| ·课题来源 | 第10页 |
| ·课题背景及研究意义 | 第10-11页 |
| ·手术导航技术综述 | 第11-19页 |
| ·手术导航系统的发展 | 第11-17页 |
| ·骨科手术导航系统的主要模式 | 第17-19页 |
| ·骨科导航手术中数字几何处理相关技术综述 | 第19-22页 |
| ·论文组织结构 | 第22-24页 |
| 第二章 点云数据的获取及预处理 | 第24-44页 |
| ·引言 | 第24-25页 |
| ·骨表面点云数据的获取 | 第25-34页 |
| ·光学跟踪系统 | 第25-26页 |
| ·光学跟踪系统下的空间几何 | 第26-33页 |
| ·骨表面原始点云数据的获取 | 第33-34页 |
| ·骨表面点云数据的预处理 | 第34-40页 |
| ·最小生成树 | 第34-39页 |
| ·基于最小生成树的聚类算法 | 第39-40页 |
| ·实验分析 | 第40-42页 |
| ·参数k , q 取值的确定 | 第40-41页 |
| ·可行性验证 | 第41-42页 |
| ·本章小结 | 第42-44页 |
| 第三章 点云数据的曲面重建 | 第44-73页 |
| ·引言 | 第44-45页 |
| ·基于径向基函数的散乱数据拟合方法 | 第45-54页 |
| ·径向基函数的基本概念 | 第45页 |
| ·隐式曲面 | 第45-46页 |
| ·RBF 隐式曲面 | 第46-47页 |
| ·离面约束点的构造 | 第47-50页 |
| ·建立八叉树分割的拓扑结构 | 第50-51页 |
| ·算法流程与结果 | 第51-54页 |
| ·基于最小二乘法的散乱数据拟合方法 | 第54-70页 |
| ·平面拟合 | 第54-55页 |
| ·球面拟合 | 第55-58页 |
| ·其他二次曲面拟合 | 第58-62页 |
| ·实验分析 | 第62-70页 |
| ·本章小结 | 第70-73页 |
| 第四章 基于几何特征的刚性配准 | 第73-91页 |
| ·引言 | 第73-74页 |
| ·医学图像配准方法的分类 | 第74-81页 |
| ·按配准目标属性分类 | 第74-76页 |
| ·按配准依据分类 | 第76-78页 |
| ·按变换特征和变换区域分类 | 第78-81页 |
| ·按自动化程度分类 | 第81页 |
| ·按优化过程分类 | 第81页 |
| ·基于几何特征的刚性配准方法 | 第81-88页 |
| ·基于点的配准方法 | 第82-86页 |
| ·基于表面的配准方法 | 第86-88页 |
| ·点和表面相结合的配准方法 | 第88页 |
| ·实验分析 | 第88-90页 |
| ·实验方法 | 第88-89页 |
| ·误差分析 | 第89-90页 |
| ·本章小结 | 第90-91页 |
| 第五章 人工全膝关节置换手术导航系统的实现 | 第91-108页 |
| ·传统的人工全膝关节置换术 | 第91-94页 |
| ·人工全膝关节置换导航手术 | 第94-95页 |
| ·导航系统硬件配置 | 第95-97页 |
| ·导航手术工具设计 | 第97-99页 |
| ·跟踪工具设计 | 第97-99页 |
| ·手术器械校准测试工具的设计 | 第99页 |
| ·股骨头中心的定位方法 | 第99-100页 |
| ·其它特征点的获取 | 第100-101页 |
| ·TKR 系统的功能 | 第101页 |
| ·TKR 系统的程序框图 | 第101-103页 |
| ·TKR 系统可靠性评价 | 第103-105页 |
| ·TKR 系统尸体实验 | 第105-107页 |
| ·本章小结 | 第107-108页 |
| 第六章 人工髋关节表面置换手术导航系统的实现 | 第108-117页 |
| ·传统的人工髋关节表面置换术 | 第108-111页 |
| ·人工髋关节表面置换导航手术 | 第111-112页 |
| ·股骨表面数据采集、预处理和股骨模型的建立 | 第112-113页 |
| ·FHR 系统的主要功能 | 第113-115页 |
| ·FHR 系统的程序框图 | 第115-116页 |
| ·讨论 | 第116页 |
| ·本章小结 | 第116-117页 |
| 第七章 股骨头缺血性坏死病灶清除手术导航系统的实现 | 第117-129页 |
| ·股骨头缺血性坏死简介 | 第117页 |
| ·股骨头缺血性坏死的传统治疗方法 | 第117-119页 |
| ·治疗方法的选择及导航方法的应用 | 第119-120页 |
| ·股骨解剖结构的几何建模 | 第120-124页 |
| ·点和表面相结合的配准 | 第124-126页 |
| ·股骨头缺血性坏死病灶清除手术导航系统软件界面实现 | 第126-128页 |
| ·本章小结 | 第128-129页 |
| 第八章 全文总结与研究展望 | 第129-132页 |
| ·全文总结 | 第129-130页 |
| ·研究展望 | 第130-132页 |
| 参考文献 | 第132-140页 |
| 符号与标记（附录1） | 第140-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文目录 | 第142页 |