基于CT原理的火焰三维重构误差分析

火焰CT技术是利用CCD相机重构火焰三维结构的重要非接触测量手段。为研究探测相机摆放误差对三维重构的影响,使用逻辑反投影-联合代数迭代(LBP-SART)耦合算法对模拟得到的三维火焰进行重构。通过研究相机距离、相机法线偏转角、相机方位偏转角3种摆放误差对重建效果的影响发现:当重建锥角小于5°、相机法线偏转角小于1.5°、相机方位偏转角小于3.5°时,对重构图像的影响较小,重构图像与原始图像的相似度仍可达到90%以上;相机法线偏转角对重构效果影响较大,相机法线偏转角度大于1.5°时会导致图像严重失真;相机方位偏转角对重构结构的影响较小,应将误差控制在±3.5°以内。

高速公路事故现场隔离路锥布设车引导系统研究

目前高速公路交通事故现场隔离路锥自动收放车主要依靠驾驶员凭经验操作,路锥布设车需要实现智能引导并完成路锥的最优化布设隔离。对路锥布设车的智能引导需求进行分析,基于高速公路事故现场隔离规范设计了引导系统规则。建立基于车速反馈的路锥布设时机控制策略,实现路锥纵向布设时机控制。基于路锥布设车平台开发了布设引导系统,并开展实车实验。结果表明,当路锥车速度分别为5km/h和10km/h时,相比于布设引导系统启动前,启动布设引导系统后的布设间距误差平均值分别同比下降72.46%和72.90%,累计布设距离误差分别同比下降72.62%和73.15%。一定程度上提高了路锥自动收放车的智能化和信息化,并为未来路锥车自动驾驶引导系统研究提供参考。

锥壳环向自动铺丝编程方法及铺放工艺性能

为解决复合材料锥壳环向自动铺丝编程问题,提出了按圆锥螺距进行锥壳自动铺丝编程的轨迹规划方法。根据圆锥螺旋角与螺距之间的关系式,通过改变螺旋角来保证螺距的恒定,继而实现自动铺丝过程中预浸纱无缝、无重叠、无增减纱。给出了在圆锥锥角较小情况下的一种简易铺丝编程方法。同时,通过计算该编程方法的铺放角与测地线轨迹的铺放角和固定角轨迹的铺放角之间的最大偏角,分析了该方法的铺放工艺性,并对该编程方法铺丝轨迹的最大测地曲率做了估算。最后,采用该方法对某机身尾锥试验件进行实际铺放验证。结果表明,提出的锥壳环向自动铺丝编程方法是合理的、正确的,具有良好的铺放工艺性。

路锥摆放机结构设计

在分析现在道路的情况下,设计了这款路锥摆放机构,该机构主要由路障锥分离系统和传动运输系统组成。运用Soildworks技术进行了虚拟样机模拟,对路障进行了虚拟的摆放模拟。实验表明,平均1 m的范围摆放2.5个路锥位置比较适合,可以根据不同的场合调节路障摆放的距离。可以保证在道路维护时节省时间以及减少人力的消耗。

宫颈癌放疗仰、俯卧位固定下的摆位误差及剂量学差异探讨

目的:对比研究宫颈癌调强放疗中行仰卧位与俯卧位的两种固定方式时的摆位误差及剂量学差异。方法:随机选取64例宫颈癌患者分成两组,每组32例,分别选取仰卧位和俯卧位方式固定。两组患者均行首次摆位、摆位误差纠正及治疗期间的CBCT扫描,将CBCT扫描图像与治疗计划CT图像自动匹配配准,分别得到X轴(左右方向)、Y轴(头脚方向)、Z轴(腹背方向)的摆位误差数据;同时通过TPS计算两组病例靶区的D95、Dmean、CI、HI以及危及器官小肠、膀胱、直肠、结肠、股骨头、盆骨、脊髓、乙状结肠分别在等剂量线包含的体积百分比下的剂量值大小。结果:仰卧位患者与俯卧位患者在X、Y、Z轴方向平均误差分别为[(2.55±1.21)mm,(2.13±1.12)mm]、[(4.01±1.16)mm,(2.44±1.57)mm]、[(3.46±1.43)mm,(2.89±1.21)mm]。俯卧位固定组X、Y、Z轴方向平均误差均小于仰卧位固定组,且均具有统计学差异(P<0.05);在靶区的D95、Dmean、CI、HI均不具有统计学差异(P>0.05),除股骨头、盆骨、脊髓、乙状结肠外,俯卧位固定组的危及器官小肠、膀胱、直肠、结肠在等剂量线包含的体积百分比下的剂量值明显小于仰卧位固定组,且均具有统计学差异(P<0.05)。结论:在宫颈癌调强放疗中,与仰卧位固定相比,俯卧位固定可明显减少其摆位误差,以及在靶区受量归一一致的情况下,更好地保护了危及器官。

术中锥束CT扫描评估经第2骶椎骶髂螺钉置钉位置准确性分析

目的探讨术中使用锥束CT(CBCT)扫描对于评估第2骶椎骶髂(S2AI)螺钉置钉位置的准确性。方法选择2015年6月至2017年6月在我院行第2骶椎骶髂螺钉内固定手术的22例患者,所有患者均行术中锥束CT以及术后传统CT扫描,以术后CT扫描图像作为金标准,分别测量相同S2AI螺钉钉道参数。结果术中锥束CT和术后传统CT扫描测量S2AI螺钉钉道参数结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论术中锥束CT扫描能准确评估S2AI螺钉的位置,在置钉过程中明确髂骨内外板破坏情况,相比于术后的传统CT扫描,具有一定的优越性,潜在降低了二次手术风险。

前牙美学区即刻种植永久基台即刻修复后唇侧骨三维变化的定量分析

目的通过锥形束CT(CBCT)评价前牙美学区即刻种植永久基台即刻修复术后1年唇侧骨组织的三维变化。方法15位患者行前牙美学区即刻种植永久基台即刻修复,术后6个月行永久修复。患者分别在术后即刻及术后12个月拍摄CBCT,分别测量种植体肩台下0、1、2、3、5、7和10 mm的唇侧骨厚度(HFBT)的变化、垂直骨高度(VFBH)的变化及唇侧骨体积(FBV)的变化。结果15位患者种植体成功率为100%。在术后12个月时,唇侧骨厚度的平均变化范围为-0.94 mm至-0.40 mm。垂直骨高度的平均变化为-0.41 mm。唇侧骨体积的平均变化范围为-19.65 mm^(3)至-10.11 mm^(3)。结论在前牙美学区行即刻种植永久基台即刻修复,可进一步减少种植体周唇侧骨水平及垂直向的变化。

基于图像引导技术对头颈部肿瘤临床摆位误差的剂量学影响

目的:利用图像引导(IGRT)技术对头颈部肿瘤的调强放射治疗(IMRT)进行摆位精确度验证,获取头颈部肿瘤放射治疗的临床摆位误差,并计算其对靶区和正常组织物理剂量的影响。从而针对头颈部肿瘤放疗行锥形束CT摆位验证频次以及预防靶区外廓范围给出建议。方法:随机选取本院行调强放射治疗的鼻咽癌初治患者,在放射治疗过程中每周行一次锥形束CT摆位验证,以使实际照射中心与计划中心保持一致。统计整个疗程中摆位误差数据,将每次锥形束CT扫描引导下的移位数据反向带入原始计划,模拟计算出在照射条件不变的情况下,因摆位误差影响而产生的实际照射的剂量分布与原始计划的剂量分布中靶区及正常组织的物理剂量差异,评价临床头颈部肿瘤放疗中摆位误差对靶区和正常组织的剂量学影响。结果:(1)本文选取10例患者在放射治疗过程中共进行60次锥形束CT扫描,通过刚性配准得到60组三维方向平移摆位误差数据。得到临床头颈部肿瘤放射治疗过程中三维方向上的误差绝对值分别为:X轴(左右)方向(0.180±0.119)cm;Y轴(前后)方向(0.137±0.112)cm;Z轴(头脚)方向(0.107±0.084)cm。(2)通过模拟计算因摆位误差影响的实际剂量与原始计划的剂量比对得出靶区PGTVnx,GTVnd,PGTVnd,PTVna,PTV剂量D95的平均偏差分别为0.99%(7 c Gy^149 c Gy),1.70%(13 c Gy^240 c Gy),2.27%(32 c Gy^327 c Gy),0.87%(1 c Gy^119 c Gy),1.17%(6c Gy^143 c Gy);靶区D98的平均偏差分别为1.35%(13 c Gy^186 c Gy),2.34%(1 c Gy^321 c Gy),2.93%(37 c Gy^383 c Gy),1.31%(5 c Gy^171 c Gy),1.71%(17 c Gy^244 c Gy)。而主要正常组织的剂量平均偏差范围为:脑干Dmax改变3.28%(39 c Gy^385 c Gy);脊髓Dmax改变4.53%(-40 c Gy^487 c Gy);腮腺Dmean改变6.58%(-323 c Gy^330 c Gy)。其中因此超过初始标准限量的脑干2例,脊髓3例,腮腺2例,视神经2例。结论:在头颈部肿瘤放射治疗中选取合适的频次在放射治疗过程中行锥形束CT摆位校正十分必要,可以使靶区和正常组织的剂量分布尽量与原始计划保持一致,为临床放疗提供精确度保证。此外,若临床头颈部肿瘤放射治疗以锥形束CT图像引导作为摆位校正手段,可以考虑适当减小CTV-PTV的外廓范围以及将正常组织做适当外放后再做剂量限制。

胸部肿瘤容积旋转调强放射治疗摆位误差分析

目的：采用直线加速器的机载影像引导（OBI）系统的CBCT扫描技术在线测量胸部肿瘤患者的摆位误差进行分析探讨。方法：2012年12月-2013年8月期间选取50例胸部肿瘤患者,应用瓦里安Rapid Arc直线加速器CBCT扫描技术对所有患者在第一次治疗时进行CBCT扫描,以后每周扫描一次。根据OBI系统的匹配功能,选择肺组织自动匹配,分析靶中心在各方向的误差值及其误差分布情况,以判断摆位的重复性及其规律。结果：50例患者共进行CBCT扫描283次,其摆位误差值在各方向上的误差为头脚方向（0-042±0.442）mm、左右方向（-0.276±0.258）mm、上下方向（0.212±0.239）mm、旋转角度（0.166±0.916）。结论：使用CBCT扫描技术可以有效减少摆位误差,保证治疗位置的准确性。为临床勾画靶区和靶区各方向的外扩范围提供参考依据。

逻辑图自动生成研究

本文提出一种逻辑图自动生成的策略,并在LOD系统中得到实用.利用功能或结构信息进行结构优化,对触发器等元件以宏单元形式出现;横向上网格化,由输入到输出逐级定位,纵向上利用PO锥,按连接关系来定位;使用通道进行走线.横向的网格化和纵向的连续性相结合,使得作出的逻辑图层次分明,可读性及美观性都满足要求。

锥形束CT在盆腔肿瘤放射治疗摆位中的临床应用

目的探讨锥形束CT应用于盆腔肿瘤放射治疗摆位中的临床价值。方法选取该院2014年5月—2015年5月收治的接受放射治疗的盆腔肿瘤患者80例,运用锥形束CT扫描,获取扫描图像。记录扫描结果,对扫描结果超过误差限度的患者进行重新扫描。结果 80例患者身体左右、人体头脚、前后方的误差值在纠正后明显减小,纠正方向包括平移和旋转方向,纠正前和纠正后的误差具有显著差异,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论锥形束CT应用于盆腔肿瘤放射治疗摆位中,可以极大减小盆腔肿瘤放射治疗中的摆位误差,提高放射治疗的精确性。值得在临床中大力推广。但是患者在治疗中会出现消瘦等现象,会影响摆位误差值,因此在后期检查中需要注意这些变化,尽量减少测量误差。

路锥自动摆放与回收装置设计研究

国内路锥收放领域急需经济便捷的自动路锥收放装置。为此,设计了一种机械电子装置。整套路锥收放系统分为拨锥装置、摆杆装置、送锥装置和存储装置四部分。拨锥装置确保路锥被拨倒与扶正时的准确定位。摆杆装置通过双电机配合实现路锥的高效双边摆放。送锥装置前后分开与全地形跟踪机构配合,保证车辆在由于路面起伏或负载变化而产生高度差时,路锥拾取器与送锥装置相对位置不变。存储装置由六个带卡爪的存储桶组成,当单个桶内路锥收集或摆放完毕时,送锥装置由剪式装置带动下降从而与存储桶分离,卡爪由弹簧带动进而固定桶内路锥,保证在存储桶转动时路锥在桶内保持稳定。

基于Udwadia-Kalaba方程的交通锥机器人编队摆放控制方法

针对交通锥摆放问题,以一类装有标准交通锥模型的移动机器人为研究对象,提出一种新的编队摆放动态控制方法。该方法根据编队摆放条件,构造出交通锥机器人编队摆放的运动学约束,并将编队摆放约束视为控制目标。基于Udwadia-Kalaba方程,建立满足编队摆放的动力学模型,设计基于模型的编队摆放控制器。研究结果表明:所提控制方法能够实现交通锥机器人的编队要求,可进一步解决当前交通锥有序摆放问题。相较于基于领航者-跟随者模型的模型预测控制和基于神经动力学反步控制,所提出的基于模型设计的控制方法,具有编队距离误差收敛速度快和扭矩易于优化等特点。并借助MATLAB仿真软件和物理试验平台,对所提控制方法进行了仿真与试验验证,实现了三角形工况以及直线工况下交通锥机器人的编队摆放控制。试验结果验证了该控制系统的实用性和有效性,为交通锥的摆放提供了一个新的研究思路。

CBCT在上颌前牙即刻种植中的临床应用

目的:评价锥形束CT(CBCT)在上前牙区即刻种植临床中应用效果。方法:25例上颌前牙即刻种植患者为研究对象,进行CBCT扫描,在配套软件下分析拟种植区牙槽骨骨量及定位植入的情况,与临床手术实际效果进行对比研究。结果:25例上颌前牙即刻种植病例唇侧骨板平均厚度,CBCT测量为(1.4±0.32)mm,手术过程中实际测量为(1.4±0.2)mm,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:术前运用CBCT测量对上颌前牙牙槽骨的评估具有一定的临床指导作用。