Разработка и исследование фотограмметрических методов определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.34, кандидат технических наук Альфарес Мухаммад Абдульмунеам

  • Альфарес Мухаммад Абдульмунеам
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2010, Москва
  • Специальность ВАК РФ25.00.34
  • Количество страниц 111
Альфарес Мухаммад Абдульмунеам. Разработка и исследование фотограмметрических методов определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов: дис. кандидат технических наук: 25.00.34 - Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия. Москва. 2010. 111 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Альфарес Мухаммад Абдульмунеам

Введение.

Глава 1. Анализ современного состояния проблемы диагностики сколиоза.

1.1. Основные причины возникновения и развития осанки человека.

1.2. Основные причины возникновения и развития патологических искривлений позвоночника.

1.3. Обзор и оценка методов диагностики сколиоза.

Глава 2. Анализ существующих методов и технологий определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов.

2.1. Контактные методы определения параметров биологических объектов.

2.2. Рентгенологические методы получения метрических характеристик параметров биологических объектов.

2.3. Фотограмметрические методы получения метрических характеристик параметров биологических объектов.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка и исследование фотограмметрических методов определения параметров поверхности биологических объектов.

3.1. Цель исследований.

3.2. Исследование стабильности поверхности тела человека при проведении его стереофотограмметрической съемки.

3.3. Исследование возможности применения методов стереофотограмметрии для определения рельефа поверхности тела человека.

3.4. Экспериментальные исследования применения методов фотограмметрии для построения рельефа полной поверхности тела человека.

3.5. Метод количественной оценки асимметрии рельефа поверхности биологического объекта - тела человека по результатам стереофотограмметрической съемки.

Выводы по главе 3.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия», 25.00.34 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование фотограмметрических методов определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов»

Во многих областях науки и практической деятельности возникает задача определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов. Одной из таких областей является медицина. В частности, определение характеристик поверхности тела человека и изменение их во времени необходимо при диагностике и мониторинге течения заболевания сколиозом.

Разработанные до настоящего времени методы определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов не отвечают современным требованием, так как либо дают крайне скудную информацию, хотя и очень простыми приемами, либо требуют значительных временных затрат на проведение измерений с помощью дорогого оборудования и обработку полученных в результате этих измерений данных.

Очевидна актуальность разработки такого метода определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов, который должен обладать высокой оперативностью, достаточной точностью и относительно невысокой стоимостью. Кроме того, разработанный метод должен быть безопасен для исследуемого объекта.

Таким требованиям в полной мере отвечают фотограмметрические методы, так как эти методы:

- являются бесконтактными и в отличие от рентгеновских методов абсолютно безопасными для человеческого организма;

- безопасность этих методов позволяет проводить повторные съемки с любым интервалом времени;

- позволяют построить трехмерную математическую модель поверхности всего тела человека, а не только его фрагментов;

- позволяют выполнить съемку поверхности тела с очень высокой точностью (до десятых долей мм);

- могут быть реализованы с применением недорогих любительских цифровых фотокамер и стандартных программных комплексов для цифровой фотограмметрической обработки снимков.

Специфика определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов обусловила необходимость проведения исследований, направленных на разработку методов и технологий стереофотограмметрической съемки, применимых для съемки живого объекта.

В настоящей работе предложены и теоретически и экспериментально обоснованы метод и технологии стереофотограмметрической съемки поверхности биологических объектов. При их реализации предложено использовать недорогие любительские цифровые фотокамеры со светоприемными матрицами 3-8 мегапикселей, которые предварительно были подвергнуты процедуре их фотограмметрической калибровки, и широко распространенные в России цифровые фотограмметрические системы, в основном предназначенные для обработки аэрофотоснимков.

В диссертационной работе предложена методика количественной оценки асимметрии рельефа поверхности биологического объекта - тела человека по цифровой модели рельефа поверхности тела, построенной по результатам стереофотограмметрической обработки снимков, как отношение высот рельефа точек поверхности тела, равноудаленных от позвоночника вправо и влево на разных его уровнях. Для облегчения восприятия нарушения симметрии спины больных с нарушениями осанки предложено 5 построение цветового варианта изображения рельефа поверхности человеческого тела.

Проведенные в диссертационной работе экспериментальная проверка разработанных методов и технологий стереофотограмметрической съемки поверхности биологических объектов была осуществлена на примере определения характеристик поверхности тела человека, необходимых при диагностике и развитии сколиоза.

Разработанные методы и технологии прошли апробацию в при обследовании детей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата (интернат № 76, г.Москва).

Похожие диссертационные работы по специальности «Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия», 25.00.34 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия», Альфарес Мухаммад Абдульмунеам

Выводы по главе 3

1. На основе проведенных в настоящем разделе исследований предложены и теоретически и экспериментально обоснованы методы и технологии определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов, основанные на использовании любительских цифровых фотоаппаратов и стандартных программных комплексов для цифровой фотограмметрической обработки снимков, таких как «Фотомод», «Талка» и другие. Оценка точности полученных результатов свидетельствует о том, что они удовлетворяют предъявляемым требованиям.

2. Разработан и реализован на практике метод картографического изображения рельефа поверхности тела больного сколиозом.

3. Разработан метод количественной оценки асимметрии рельефа спины путем определения коэффициента асимметрии высот рельефа правой и левой сторон спины по результатам стереофотограмметрической обработки стереопар снимков больного. Этот метод позволил получить количественную оценку такого патологического явления как нарушение осанки и оценивать как развитие заболевания (искривление позвоночного столба), так и успешность его лечения.

Заключение

1. В результате проведенного изучения и анализа существующих методов определения геометрических характеристик поверхности биологических объектов, применяемых в настоящее время, сделан вывод, что для определения параметров поверхности биологического объекта наиболее оптимальным является стереофотограмметрический метод. Стереофотограмметрический метод в отличие от других рассмотренных методов при высокой точности определения параметров поверхности является оперативным методом и может быть применен для мониторинга изменения параметров поверхности биологических объектов.

2. На основе проведенных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований разработаны метод и технология стереофотограмметрической съемки поверхности биологических объектов, основанные на использовании недорогих любительских цифровых фотокамер и широко распространенных в России для фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки цифровых фотограмметрических систем.

3. Экспериментальная проверка разработанных метода и технологии подтвердила эффективность этого метода.

4. На основе разработанных метода и технологии стереофотограмметрической съемки поверхности биологических объектов предложен новый метод количественной оценки асимметрии рельефа спины больных сколиозом путем определения коэффициента асимметрии высот рельефа правой и левой сторон спины по результатам стереофотограмметрической обработки стереопар снимков больного. Этот метод получил положительную оценку при его апробации в интернате № 76 г. Москвы при обследовании детей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.