基于LabVIEW的离体脊柱稳定性测量系统研究

更新时间：2020-03-27 06:42:51 大小：4M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：labview 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

脊柱具有支撑和承受载荷的作用，它的生物力学性质一直是临床医生和科研人员的一项重要研究内容。对脊柱的三维运动稳定性进行精确、定量的描述，对于理解脊柱疾病损伤的发生机制从而确定合理的治疗方法、正确评估外科手术和植入器械对脊柱运动行为的影响有着极其重要的意义。然而，脊柱作为柔性的负载体，其运动方式复杂多样，这给脊柱的生物力学稳定性测量带来了不少困难。这也间接导致了以往的测量系统结构复杂、软件功能单一等问题。针对这些问题，本文研制出了既简单又能真实准确地反映脊柱在生理状态下运动的测试系统，以LabVIEW为开发工具的软件系统，能够测量脊柱的应变、运动范围等信息，最后通过实验对系统的有效性进行验证。本研究的主要内容包括以下两个部分：

①设计一套由传感器、特制夹具、材料试验机、单片机等构成的脊柱应变测量系统。该系统能够模拟脊柱侧弯、前屈、后伸、轴向压缩等方向的运动，记录载荷、位移、应变等信息。基于LabVIEW平台开发的数据采集模块用于控制数据采集过程，数据综合模块用于整合传感器所测的应变信号和试验机记录的载荷、位移数据，分析显示模块对这些数据进行分析，获得直接反映脊柱稳定性的应变、刚度等特征参数。利用该系统对5具人体脊柱标本T12-L2节段进行稳定性测试获得了准确、可靠的测量数据。

②设计一套由图像采集装置、特制夹具、材料试验机、PC机等构成的脊柱运动范围（Range of motion，ROM）测量系统。该系统能够实施侧弯、前屈、后伸、扭转等方向的加载。实验前在目标椎体中插入标记针，利用LabVIEW开发环境和图像处理技术，提取原始图像中的感兴趣区域（Region of Interest，ROI）,经过图像增强、形态学运算等步骤后，提取标记针的角度信息。实验中使用6具人体T7-T10节段脊柱标本，分别实施左右侧弯、前屈、后伸、顺逆时针扭转方向的加载，记录T8、T9椎体上的标记针角度信息。最终测得T8-T9节段的ROM从1Nm至5Nm表现为逐渐增加，且数值大小与前人的研究相符。

总之，本文所设计的脊柱稳定性性质测量系统，结构简单且操作性强，特别是软件部分界面友好功能齐全，弥补了以往采集和分析数据需要多个开发系统且操作繁琐的不足，为脊柱的生物力学测量提供了新的方...