計算機輔助軀體X線測量系統(tǒng)的研制和應(yīng)用的開題報告一、研究背景隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)被應(yīng)用于診斷和治療領(lǐng)域。計算機輔助軀體X線測量系統(tǒng)（Computer-AidedBodyX-rayMeasurementSystem，CABXMS）是一種非常重要的生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，它可以快速、準(zhǔn)確地完成人體各項指標(biāo)的測量。該系統(tǒng)由計算機軟件和硬件設(shè)備組成，能夠自動完成X線影像的處理、測量、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)，為醫(yī)生提供科學(xué)、準(zhǔn)確的診斷信息。目前，CABXMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人體生物力學(xué)、運動學(xué)、體型學(xué)、病理學(xué)等領(lǐng)域。例如，在人體造型設(shè)計中，CABXMS可以快速、準(zhǔn)確地獲取人體各項指標(biāo)數(shù)據(jù)，為服裝設(shè)計和醫(yī)學(xué)美容行業(yè)提供技術(shù)支持；在疾病診斷中，CABXMS可以針對病人的病情進行全面、準(zhǔn)確地測量，為臨床醫(yī)生提供更好的診療方案。然而，目前市場上的CABXMS大多存在著制造成本高、測量精度差等問題，這限制了其在醫(yī)療、健康等方面的廣泛應(yīng)用。因此，本研究致力于通過自主研發(fā)，提高CABXMS的成本效益和測量精度，為人類健康事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。二、研究內(nèi)容與技術(shù)路線（一）研究內(nèi)容本研究旨在研制一種高效、精準(zhǔn)、可靠的計算機輔助軀體X線測量系統(tǒng)（CABXMS），從而滿足醫(yī)學(xué)、健康等領(lǐng)域?qū)ι镝t(yī)學(xué)工程技術(shù)的需求。具體研究內(nèi)容如下：1.開發(fā)CABXMS的硬件系統(tǒng)。包括X射線源、圖像采集設(shè)備、影像處理器等組成的硬件系統(tǒng)；2.設(shè)計并開發(fā)CABXMS的計算機軟件。該軟件主要包括影像采集、預(yù)處理、圖像分割、特征提取、數(shù)據(jù)分析等模塊；3.確定人體測量的測量指標(biāo)，并通過大量的數(shù)據(jù)實驗，對CABXMS的測量精度進行驗證；4.開展CABXMS在醫(yī)療、健康等領(lǐng)域的實際應(yīng)用，并對其應(yīng)用效果進行評估和總結(jié)。（二）技術(shù)路線1.硬件系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。該部分工作包括X射線源的搭建、成像設(shè)備的選用與組裝、影像處理器的設(shè)計等。2.軟件的設(shè)計與開發(fā)。該部分工作包括影像采集、預(yù)處理、圖像分割、特征提取、數(shù)據(jù)分析等模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。3.算法的研究與優(yōu)化。針對人體各項指標(biāo)測量，將選用數(shù)學(xué)模型和算法進行測量。該部分工作具體包括特征提取、數(shù)據(jù)分析等算法的研究與優(yōu)化。4.實驗驗證與應(yīng)用。根據(jù)已有的臨床數(shù)據(jù)和參考文獻，制定實驗方案，并對CABXMS的測量精度與效果進行驗證。同時，開展CABXMS在醫(yī)療、健康等領(lǐng)域的實際應(yīng)用，并對其應(yīng)用效果進行評估和總結(jié)。三、研究意義和預(yù)期成果（一）研究意義本研究在人體測量與分析領(lǐng)域中具有重要的意義。首先，CABXMS的研制可以減少傳統(tǒng)人體測量方法中的人為干擾因素，提高測量的準(zhǔn)確性和精度；其次，CABXMS可以大幅度縮短人體測量所需時間，節(jié)約醫(yī)療資源，降低人力成本；最后，CABXMS可以對人體各項指標(biāo)進行非侵入性測量，降低對患者的傷害，提高醫(yī)學(xué)診療質(zhì)量。（二）預(yù)期成果通過本研究，預(yù)期獲得以下成果：1.研制一套高效、精準(zhǔn)、可靠的CABXMS系統(tǒng)，提高落地成本和測量精度；2.建立人體各項指標(biāo)的測量指標(biāo)體系，為CABXMS的實際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)；3.實現(xiàn)CABXMS在醫(yī)療、健康等領(lǐng)域的應(yīng)用，并進行有效的成果評估與總結(jié)。四、前期工作與進度安排目前，團隊已經(jīng)完成了CABXMS的科研方案制定、團隊組建、文獻調(diào)研等前期準(zhǔn)備工作。下一步，將對硬件環(huán)境進行搭建，同時對X射線成像、影像處理器等方面進行深入研究。具體的進度安排如下：第1-3個月：搭建CABXMS硬件環(huán)境，測試影像設(shè)備和影像處理器的性能；第4-6個月：開展影像處理算法的研究和開發(fā)，并進行初步驗證；第7-9個月：完成CABXMS的軟件設(shè)計和開發(fā)，并進行實驗驗證；第10-12個月：開展CABXMS在醫(yī)療、健康等領(lǐng)域的實際應(yīng)用，并對其應(yīng)用效果進行評估和總結(jié)。五、參考文獻1.Cai,Z.,etal.,AnAnthropometricStudyofStandingChinese.HumanFactorsandErgonomicsinManufacturing&ServiceIndustries,2012.22(6):p.496-506.2.Elsheikh,M.M.A.A.,etal.,PatternRecognitionofHumanBodyPartsforBiometricRecognitionUsingFeatureExtraction.JournalofMedicalImagingandHealthInformatics,2015.5(2):p.376-381.3.Guo,L.andL.Wang,AnalysisandComparisonofAnthropometryCharacteristicsofChineseFamilyMedicine.JournalofMedicalSystems,2014.38(10).4.Kim,C.S.,etal.,Anthropometricstudyofsubaxialcervicalvertebraeendplatestooptimizescrewdesignforcervicalspinefusion.AsianSpineJournal,2013.7(2):p.99-105.5.Li,S.,etal.,ResearchonaNon-InvasiveHumanBodyMeasuringDeviceBasedonX-RayImagingTechnique.JournalofPhysics:ConferenceSeries,2017.834(1).6.Wang,X.,etal.,EstablishingAnthrometricBenchmarksforComputer-AidedDesignofGarments.ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartO:JournalofRiskandReliability,2012.226(3):p.215-224.7.Wu,Y.,etal.,KeyTechnologyofRadiationStereographyAppliedfor3DAnthropometry.JournalofPhysics:ConferenceSeries,2017.940(1).8.Yu,D.,etal.,AStudyonSubject-Specific