介入式手術(shù)導航就是利用醫(yī)學影像來幫助醫(yī)生將手術(shù)器械精確地穿刺到病灶內(nèi)部。其主要包括手術(shù)器械標定與跟蹤、醫(yī)學圖像的處理、手術(shù)器械與醫(yī)學圖像的融合與三維顯示。本文針對目前手術(shù)導航系統(tǒng)存在的問題,包括圖像處理效率、手術(shù)器械標定、圖像分割等問題進行了相關(guān)的研究,其主要內(nèi)容如下:首先,使用多線程技術(shù)處理雙目攝像機拍攝的手術(shù)器械圖像。在手術(shù)導航中需要實時跟蹤手術(shù)器械的位置,圖形工作站要不斷地處理雙目攝像機拍攝的手術(shù)器械圖像來獲取手術(shù)器械的二維圖像坐標,然后三維重建手術(shù)器械。考慮到同時處理雙目攝像機拍攝的手術(shù)器械圖像存在時間效率低下進而不滿足實時性的問題,本文使用多線程技術(shù)充分調(diào)用多核處理器資源提升圖像處理的效率。實驗證明多線程技術(shù)可以提升圖像處理的時間效率。其次,提出一種新的手術(shù)器械標定算法。對于手術(shù)器械標定來說,在標定的過程中由于針尖抖動等因素可能會引入脈沖噪聲,傳統(tǒng)的最小均方(Least Mean Square,LMS)算法不能很好的抑制脈沖噪聲,導致求解的尖端點存在精度低的特點�？紤]到共軛梯度(Conjugate Gradient,CG)算法具有收斂速度快的特點,而相關(guān)熵可以抑制脈沖噪聲,本...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 介入式手術(shù)導航技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 存在的問題與挑戰(zhàn)
    1.3 本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排
2 雙目視覺手術(shù)導航技術(shù)基本理論
    2.1 手術(shù)導航基本工作原理
    2.2 雙目視覺攝像機模型與標定技術(shù)
        2.2.1 攝像機模型
        2.2.2 攝像機標定技術(shù)
    2.3 三維坐標重建
    2.4 手術(shù)探針尖端點的標定
    2.5 超聲圖像分割
    2.6 本章小結(jié)
3 并發(fā)多線程提高手術(shù)導航系統(tǒng)處理效率
    3.1 多線程技術(shù)基本原理介紹
    3.2 多線程技術(shù)在手術(shù)導航中的應用
        3.2.1 多線程技術(shù)的應用階段
        3.2.2 多線程技術(shù)使用流程圖
    3.3 實驗與結(jié)果分析
        3.3.1 離線實驗與結(jié)果分析
        3.3.2 在線實驗與結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 改進的手術(shù)導航中手術(shù)器械標定方法
    4.1 手術(shù)器械標定原理
    4.2 改進手術(shù)器械標定原理
        4.2.1 共軛梯度法
        4.2.2 相關(guān)熵及最大相關(guān)熵準則
        4.2.3 基于最大相關(guān)熵準則的共軛梯度算法
    4.3 實驗結(jié)果與分析
        4.3.1 實驗設(shè)置與基本流程
        4.3.2 實驗與結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 改進的基于RSF局部熵模型的超聲圖像分割算法
    5.0 圖像分割算法基本原理
        5.0.1 CV模型介紹
        5.0.2 RSF局部熵模型
    5.1 改進的圖像分割算法基本原理
    5.2 WLGIF模型能量泛函最小化
    5.3 實驗與結(jié)果分析
        5.3.1 實驗基本流程
        5.3.2 實驗結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 搭建簡易介入式手術(shù)導航系統(tǒng)樣機
    6.1 系統(tǒng)組成介紹
        6.1.1 硬件系統(tǒng)組成
        6.1.2 軟件系統(tǒng)
    6.2 系統(tǒng)標定
        6.2.1 攝像機標定
        6.2.2 手術(shù)器械的標定及精度測試
    6.3 手術(shù)導航系統(tǒng)基本功能界面介紹
        6.3.1 單器械尖端點顯示
        6.3.2 雙器械尖端點顯示
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3784577