超聲引導(dǎo)下的介入技術(shù)在多種疾病的治療中都有重要應(yīng)用,作為微創(chuàng)手術(shù)的一種,其具有精度高、手術(shù)周期短、損傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際手術(shù)過程中,該技術(shù)存在適用范圍限制,引導(dǎo)不能實(shí)時(shí)連續(xù),操作不夠靈活方便等問題,而現(xiàn)有的一些輔助超聲手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備也存在占用空間大、移動(dòng)不夠靈活、影響醫(yī)生操作等缺點(diǎn)。針對介入手術(shù)存在的問題以及現(xiàn)有設(shè)備的缺點(diǎn),本文提出了一種新的機(jī)器視覺輔助超聲手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于雙目視覺定位技術(shù),能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的跟蹤定位手術(shù)器械,并將其空間位置信息與病灶的超聲圖像進(jìn)行融合顯示。本文主要研究工作如下:首先,提出了將雙目視覺定位裝置安裝在超聲探頭上的設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)了完整的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),其中硬件系統(tǒng)包括雙目視覺定位裝置、帶標(biāo)志物的手術(shù)器械、圖像工作站、超聲探頭標(biāo)定裝置、超聲診斷儀等。其次,設(shè)計(jì)了一種條形碼式的標(biāo)志物用于輔助定位手術(shù)器械,并提出了有效的標(biāo)志物檢測與識別算法,能夠快速精準(zhǔn)的提取標(biāo)志物的特征點(diǎn)。另外,在“N”線模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種超聲探頭標(biāo)定裝置,利用空間變換技術(shù)和基于羅德里格矩陣的參數(shù)求解方法,解決了手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中雙目視覺定位系統(tǒng)坐標(biāo)系與超聲圖像坐標(biāo)系之間的變換... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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導(dǎo)航技術(shù)也取得了較快的發(fā)展。復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)圳先進(jìn)技術(shù)研究院、深圳安科公司等高等院校和研究機(jī)構(gòu)也研制出了一些能夠床上進(jìn)行使用的手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備，典型的如上海復(fù)旦大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)中心開發(fā)的手航系統(tǒng) excel im-04，如圖 1-2。該系統(tǒng)能夠通過患者的 CT、MRI 等醫(yī)學(xué)圖像信建出人體的組織和病灶，然后通過紅外光學(xué)定位設(shè)備跟蹤定位手術(shù)器械，使醫(yī)以在重建的患者病灶圖像上制定手術(shù)計(jì)劃，進(jìn)行手術(shù)模擬和實(shí)際手術(shù)操作。但手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備的核心定位裝置采用的是 NDI 公司生產(chǎn)的 Polaris Spectra 紅外光位系統(tǒng)。經(jīng)過查閱大量文獻(xiàn)資料，以及國家專利局與手術(shù)導(dǎo)航相關(guān)的專利文件前國內(nèi)有關(guān)于光學(xué)定位手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)的各項(xiàng)專利數(shù)量約為 80 件，其中又有部分些外觀設(shè)計(jì)，以及標(biāo)定裝備、手術(shù)器械的設(shè)計(jì)專利，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的整套導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)量不多，因此手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)在國內(nèi)還具有很大的發(fā)展空間。

5圖 2-1 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)組成醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步出現(xiàn)了許多種類醫(yī)療成像設(shè)備，如和超聲成像等。X 射線和 CT 都具有高輻射性，會對人體造成則具有安全可靠、成像速度快、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因此在臨床超聲檢查（Ultrasonic，US）的本質(zhì)原理是當(dāng)超聲儀向人體內(nèi)到達(dá)人體組織或器官的表面就會發(fā)生折射、反射以及衰減[7波發(fā)生變化。由于人體各種組織器官在結(jié)構(gòu)、密度和形態(tài)等因此超聲波在人體內(nèi)不同部位對于不同組織器官產(chǎn)生的反射和不同。外科手術(shù)醫(yī)生可以憑借超聲圖像中不同曲線、波形的

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2972352