隨著計算機技術(shù)與數(shù)字醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,計算機輔助手術(shù)給臨床診斷和手術(shù)治療帶來了巨大的進(jìn)步,其基于圖像引導(dǎo)、手術(shù)規(guī)劃的手術(shù)模式有效地解決了傳統(tǒng)外科手術(shù)中對病灶部位定位的問題,推動了外科手術(shù)朝著精準(zhǔn)化和微創(chuàng)化方向發(fā)展。而在臨床實踐中,由于不能直觀地看到病灶部位的三維結(jié)構(gòu),醫(yī)生需要在屏幕和病灶部位之間來回切換視野,這樣不僅影響操作的連貫性和手術(shù)的效率,而且有可能增加手術(shù)的風(fēng)險。為此,本文利用增強現(xiàn)實(Augmented Reality,AR)這一前沿技術(shù),實現(xiàn)術(shù)前規(guī)劃模型與病灶部位的配準(zhǔn)融合,在術(shù)中為醫(yī)生提供直觀的患者病灶部位的三維結(jié)構(gòu)信息。本文主要研究內(nèi)容如下:利用單目視覺和RGBD類算法開發(fā)了基于SLAM(Simultaneous localization and mapping)定位的增強現(xiàn)實數(shù)字化手術(shù)系統(tǒng),該系統(tǒng)實現(xiàn)了將術(shù)前規(guī)劃的模型準(zhǔn)確定位在SLAM重建的空間中,實現(xiàn)了虛擬模型與真實模型定位融合的效果,該系統(tǒng)實現(xiàn)了比較穩(wěn)定的靜態(tài)配準(zhǔn)效果;利用大律法、輪廓提取等圖像處理算法,開發(fā)了可識別跟蹤二維標(biāo)識符的增強現(xiàn)實手術(shù)系統(tǒng),該系統(tǒng)實現(xiàn)了動態(tài)識別跟蹤二維標(biāo)識符,并將虛擬模型準(zhǔn)確定位在二維標(biāo)識...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 基于增強現(xiàn)實手術(shù)系統(tǒng)技術(shù)概述
        1.2.1 增強現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)及分類
        1.2.2 配準(zhǔn)技術(shù)概述
        1.2.3 手術(shù)導(dǎo)航的定位方式
    1.3 增強現(xiàn)實數(shù)字化手術(shù)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的章節(jié)安排
第二章 基于SLAM的增強現(xiàn)實手術(shù)系統(tǒng)定位配準(zhǔn)技術(shù)研究
    2.1 醫(yī)學(xué)影像三維重建
    2.2 基于SLAM的定位配準(zhǔn)
        2.2.1 系統(tǒng)配置
        2.2.2 單目視覺與RGBD類
        2.2.3 模型和臨床試驗及優(yōu)缺點分析
    2.3 基于二維標(biāo)識符的定位配準(zhǔn)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于光學(xué)定位跟蹤的增強現(xiàn)實手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
    3.1 Camera到 HoloLens參考架轉(zhuǎn)換矩陣的手眼標(biāo)定
    3.2 基于四元數(shù)的點配準(zhǔn)
    3.3 虛擬模型的姿態(tài)平滑
    3.4 手術(shù)器械尖點的標(biāo)定
    3.5 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)及誤差分析
    4.1 系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)
        4.1.1 硬件設(shè)備
        4.1.2 軟件架構(gòu)
    4.2 系統(tǒng)實現(xiàn)以及模型試驗
    4.3 誤差分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 本文的創(chuàng)新點
    5.3 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的論文



本文編號：3735818