B型超聲診斷是臨床上使用頻次最高的圖像實時診斷方式之一,其常規(guī)操作方式往往是由超聲醫(yī)師手持探頭直接在病人體表進(jìn)行掃查,因此相比CT（Computed Tomography）和MRI（Magnetic Resonance Imaging）,超聲檢查方式對醫(yī)師不僅要求具備豐富、專業(yè)的臨床知識儲備,而巨大的工作量更是對體力提出了更高的要求,研究表明,超聲醫(yī)師患工作相關(guān)肌肉骨骼疾患的概率較高。同時,部分傳染病往往混雜在臨床常規(guī)超聲檢查中,由于超聲檢查中需要近距離接觸,因而給醫(yī)師帶來了極大的感染風(fēng)險。通過機(jī)器人輔助的超聲自動掃描技術(shù)則能有效解決以上問題,并且具有操作精度高、自我訓(xùn)練和學(xué)習(xí)、經(jīng)驗累積等優(yōu)點,為此,本文以臨床常規(guī)膀胱超聲診斷過程為研究對象,通過分析和建立膀胱超聲自動掃描模型、掃描路徑、相關(guān)圖像學(xué)習(xí)及器官容積計算方法,實現(xiàn)了基于二維圖像實時識別的膀胱B型超聲自動掃描系統(tǒng)。具體工作內(nèi)容如下:首先,針對常規(guī)膀胱超聲掃查流程建模,建立自動膀胱超聲掃描的掃描路徑模型,將掃描路徑的求解轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵坐標(biāo)點的求解。針對腹部表面特征提出了基于體表圖像的自動掃描路徑規(guī)劃算法,通過基于橢圓膚色模型的皮膚檢測... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

膀胱示意圖[1]

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文7兒等六個器官進(jìn)行定量分析和定性分析的掃描。其中定量分析包括腹徑、股骨長度，定性分析包括胎盤回聲圖像，和羊水體積。實驗結(jié)果表明，遠(yuǎn)程組中93.1%的指標(biāo)測量完全正確，相比于傳統(tǒng)組的測量結(jié)果，差距小于5%。圖1-2Krupa等人研發(fā)的遠(yuǎn)程超聲掃描系統(tǒng)框架圖[14]Fig.1-2thesystemframediagramoftheremoteultrasonicscanningsystemdevelopedbyKrupaetal[14]Koizumo等人[17]開發(fā)了一項遠(yuǎn)程超聲系統(tǒng)，該系統(tǒng)可應(yīng)用于肩部疾病的診斷。Ito等人[18]在遠(yuǎn)程超聲掃描的基礎(chǔ)上開發(fā)了可穿戴機(jī)器人。Sengupta等人[19]模仿遠(yuǎn)程超聲掃描系統(tǒng)試圖建立跨城市乃至跨大西洋等超遠(yuǎn)距離的掃描系統(tǒng)。Avgousti等人[20]在4G無線網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)之上完成了遠(yuǎn)程心臟超聲檢查。由于通信技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展發(fā)展，機(jī)器人同步模仿遠(yuǎn)端超聲醫(yī)師的掃查手法不斷地精準(zhǔn)化，而機(jī)器人的應(yīng)用潛力不僅于此[12]，該技術(shù)如果與其他新型技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，可以使效率得到大大的提高，臨床的應(yīng)用價值也會隨之提升。然而，因為技術(shù)限制，如檢查時間變長或者傳輸延遲[20]，使得遠(yuǎn)程超聲掃描系統(tǒng)遠(yuǎn)未達(dá)到與其價值相對應(yīng)的普及化和商業(yè)化。另外，雖然大部分研究者聲稱，基于機(jī)器人的遠(yuǎn)程診斷與傳統(tǒng)方式等效，但是從公開數(shù)據(jù)來看，遠(yuǎn)程診斷的成功率并不是很理想[21]。除此之外，如果想將遠(yuǎn)程超聲掃描系統(tǒng)應(yīng)用于臨床，還需要大量的金錢成本和培訓(xùn)工作。在我國當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模普及的現(xiàn)狀下，在某些偏遠(yuǎn)地區(qū)的診所進(jìn)行遠(yuǎn)程超聲掃描，在技術(shù)上是可行的，但需要大量資金來完成采購，以及技術(shù)人員負(fù)責(zé)安裝和培訓(xùn)，成本較為高昂，且偏遠(yuǎn)地區(qū)

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文8的診所病人數(shù)量較低，很難獲得足夠的商業(yè)利潤。研究人員在不斷優(yōu)化系統(tǒng)的精度和運行速度之余，也要著眼于降低系統(tǒng)的搭建成本。1.3.2自動超聲掃描技術(shù)針對某些特定的超聲掃查區(qū)域，機(jī)器人技術(shù)可以通過將醫(yī)師的操作轉(zhuǎn)換為程序化的邏輯判斷，實現(xiàn)自動化的超聲掃描。近年來，越來越多的研究者正加入這一領(lǐng)域。Mustafa等人[22]研發(fā)了一套肝臟區(qū)域的自動超聲掃描系統(tǒng)，主要組成部分包括機(jī)械臂、力傳感器、超聲診斷儀、PC(personalcomputer)控制中心、攝像機(jī)和圖像采集卡，系統(tǒng)框架如圖1-3所示。PC控制中心利用攝像機(jī)拍攝的圖像分析腹部區(qū)域，獲取探頭的掃描起始點，規(guī)劃掃查路徑，并發(fā)送給機(jī)械臂控制模塊。在掃查過程中，力傳感器檢測皮膚產(chǎn)生的反作用力，反饋到控制中心以調(diào)節(jié)Z軸高度，保持探頭緊貼皮膚，同時探頭的位置和方向根據(jù)超聲圖像的信息進(jìn)行校正，確保圖像的正確性。研究者對3名成年男性進(jìn)行了自動超聲掃描實驗，3位超聲醫(yī)師的評價均為可診斷性良好。圖1-3Mustafa等人開發(fā)的肝部自動超聲掃描系統(tǒng)[22]Fig.1-3anautomaticliverultrasoundscanningsystemdevelopedbyMustafaetal.[22]Virga等人[23]開發(fā)了自動掃描機(jī)器人系統(tǒng)，通過超聲測量方式評估病人的血

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于三維超聲圖像的穿刺手術(shù)機(jī)器人輔助系統(tǒng)研究[D]. 孫銀山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]三維超聲自動掃描與成像系統(tǒng)研究[D]. 吳博文.華南理工大學(xué) 2017
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本文編號：2968945