【摘要】：遙操作手術(shù)是針對(duì)改善傳統(tǒng)手術(shù)的復(fù)雜性與局限性所提出來(lái)的,本文主要對(duì)遙操作手術(shù)中的視頻傳輸系統(tǒng)進(jìn)行研究,在此傳輸系統(tǒng)中手術(shù)室與操作端分置于兩個(gè)獨(dú)立空間,需將高清攝像機(jī)采集的多角度手術(shù)過(guò)程傳輸?shù)娇刂贫藢?shí)現(xiàn)信息交互。為簡(jiǎn)化手術(shù)室環(huán)境避免布線,視頻數(shù)據(jù)使用無(wú)線射頻進(jìn)行傳輸,為減少傳輸帶寬對(duì)視頻進(jìn)行壓縮并且為避免架設(shè)多個(gè)發(fā)送端和接收端,采用多路數(shù)據(jù)整合發(fā)送。本文通過(guò)遙操作手術(shù)的應(yīng)用環(huán)境,對(duì)視頻傳輸系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。研究幾種壓縮標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)測(cè)試序列中得出PSNR、碼率、編碼速度等指標(biāo),得出H.264標(biāo)準(zhǔn)較其他標(biāo)準(zhǔn)在重建畫質(zhì)、壓縮比和算法效率方面具有優(yōu)越性。研究視頻數(shù)據(jù)的整合方式,將用于信道糾錯(cuò)的交織編碼應(yīng)用于數(shù)據(jù)整合,解決了時(shí)延問(wèn)題。分析對(duì)比多種無(wú)線技術(shù),對(duì)WIFI技術(shù)中OFDM與MIMO技術(shù)進(jìn)行研究,得出OFDM和MIMO技術(shù)提高了頻譜利用率與信道容量。本文在DSP平臺(tái)和FPGA平臺(tái)分別實(shí)現(xiàn)了H.264壓縮和交織編碼,最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的打包實(shí)現(xiàn)了對(duì)WIFI模塊的應(yīng)用。最終實(shí)現(xiàn)了四路1080P@30f視頻數(shù)據(jù)的壓縮、整合與發(fā)送,傳輸距離大于15米,通過(guò)測(cè)試仿真與整體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成功。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN919.8
【圖文】：

圖 1.1 遙操作手術(shù)及通信系統(tǒng)的組成2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀20 世紀(jì) 80 年代，由于手術(shù)器械受限于轉(zhuǎn)動(dòng)角度與精細(xì)程度，且只能為外科醫(yī)生二維的手術(shù)視野，使得外科手術(shù)技術(shù)進(jìn)入到“微創(chuàng)化”時(shí)代，但因種種因素限制了外術(shù)向更細(xì)致更復(fù)雜的技術(shù)層面拓展，造成了手術(shù)技術(shù)的停滯不前[7]。21 世紀(jì)，手器人以極其迅速的開(kāi)發(fā)速度，配合全新的設(shè)計(jì)理念及效果被譽(yù)為外科手術(shù)發(fā)展史次里程碑式的進(jìn)步。在美國(guó)、日本、意大利等西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的人力力的大力支持下，手術(shù)機(jī)器人技術(shù)逐漸成為微創(chuàng)外科手術(shù)的使用主流，這一發(fā)展表了第三代外科手術(shù)時(shí)代的到來(lái)[8][9]。而機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)向更高層面發(fā)展的良好契是 1994 年美國(guó) ComputerMotion 公司名為伊索（Aesop）的微創(chuàng)手術(shù)自動(dòng)定位系統(tǒng)功研制[10]。1995 年，美國(guó)航空航天管理局(NASA)與美國(guó)的微靈巧系統(tǒng)公司(Micro Dextstems company)合作，使 Micro Dexterity 系統(tǒng)被成功研制[11]，該系統(tǒng)是一套機(jī)器人顯微外科手術(shù)系統(tǒng)，且只專注于眼部精密手術(shù)。此系統(tǒng)歷史性的將遙操作的控制

像傳輸系統(tǒng)的不足在于分辨率低，醫(yī)生在顯示器中辨別組織關(guān)系較難，行充分練習(xí)后才可操作，為解決這一問(wèn)題達(dá)芬奇機(jī)器人在 2006 年將視頻 WXGA（1280*768 像素），而 2009 年，達(dá)芬奇機(jī)器人將視頻分辨率900 像素，由于開(kāi)發(fā)人員有意識(shí)地模擬開(kāi)放手術(shù)下醫(yī)生手眼的真實(shí)情景，及兩個(gè)主操縱手位置的巧妙布置，使醫(yī)生在操縱主操作臂時(shí)，得到更真實(shí)受，這種類似于操縱自己手臂的方式，最大化的增加了醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程感覺(jué)。不可忽視的是，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)雖然在微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域的成要的，但同時(shí)也存在著一些方面的不足：例如其受三維內(nèi)窺鏡尺寸的影的深度信息不足；在手術(shù)過(guò)程中醫(yī)生無(wú)法通過(guò)手術(shù)末端器械與環(huán)境間的手術(shù)過(guò)程中的觸覺(jué)反饋，這完全不利于醫(yī)生接下來(lái)的操作和判斷。但這Vinci 手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)在商業(yè)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中成為世界上最熱門、存在。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2718706