現(xiàn)有的脊柱微創(chuàng)手術(shù)存在嚴重依賴醫(yī)生經(jīng)驗,學(xué)習(xí)周期長等問題,無法快速大規(guī)模推廣和快速更新使用新手術(shù)器械等問題。手術(shù)機器人具有穩(wěn)定性好,可靠性高,容易交互,精度高等優(yōu)點,可以輔助醫(yī)生實現(xiàn)高精細的脊柱椎板減壓手術(shù)操作,提高手術(shù)的成功率。本課題以實現(xiàn)面對脊柱微創(chuàng)手術(shù)機器人輔助脊柱椎板減壓技術(shù)為目標(biāo),重點研究二維CT醫(yī)療影像的信息區(qū)域自動分割、人機交互技術(shù)下的影像系統(tǒng)的操作方法和動態(tài)環(huán)境下脊柱生理運動補償控制。旨在解決脊柱微創(chuàng)外科手術(shù)中的術(shù)前人工分割醫(yī)療圖像效率低、現(xiàn)有電子設(shè)備操作復(fù)雜且無法無菌操作和手中呼吸作用影響下的力位控制問題。本文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提出了脊柱CT圖像的分割與重建的方法。對原始圖像進行了圖像增強的預(yù)處理步驟,提高了圖片的可識別度。使用李純明水平集進行數(shù)據(jù)集的構(gòu)建,減小了醫(yī)生手動標(biāo)注的難度和學(xué)習(xí)周期,并在此基礎(chǔ)上使用U-Net分割網(wǎng)絡(luò)的衍生網(wǎng)絡(luò)進行椎骨CT影像的分割處理,根據(jù)分割后的結(jié)果對目標(biāo)脊柱進行重建。基于人機交互的方式,提出了醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的非接觸式操作方法。針對特定的使用場景,在單雙指特征的基礎(chǔ)上進行了改進,提出了三維手指指尖特征。提高了手勢的可區(qū)分度,使用體感傳感器進... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的背景與意義
    1.3 骨科手術(shù)機器人及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況
        1.3.1 骨科手術(shù)機器人的國內(nèi)外發(fā)展
        1.3.2 醫(yī)療影像處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 人機交互技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 恒力控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于深度學(xué)習(xí)的脊柱CT影像的分割與重建
    2.1 引言
    2.2 常見分割算法分析
        2.2.1 醫(yī)學(xué)影像的特點
        2.2.2 常見醫(yī)學(xué)分割算法對比
    2.3 CT數(shù)據(jù)集預(yù)處理
        2.3.1 CT影像的灰度變換增強
        2.3.2 CT影像的銳化濾波
    2.4 基于水平集分割的數(shù)據(jù)集構(gòu)建
    2.5 基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CT影像分割
        2.5.1 自動分割網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計
        2.5.2 批標(biāo)準(zhǔn)化處理
        2.5.3 結(jié)果分析
    2.6 基于面繪制的三維模型重建
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于人機交互技術(shù)的醫(yī)療圖像操作方法
    3.1 引言
    3.2 體感特征的分析與提取
        3.2.1 常見體感特征對比
        3.2.2 單雙指特征
        3.2.3 改進的三維手指特征
    3.3 分類器模型設(shè)計
        3.3.1 基于隱條件隨機場動態(tài)手勢識別
        3.3.2 基于模板匹配的靜態(tài)手勢識別
        3.3.3 分類器框架設(shè)計
    3.4 動態(tài)手勢識別實驗與結(jié)果分析
        3.4.1 動態(tài)手勢采集
        3.4.2 手勢識別結(jié)果分析
    3.5 手勢與影像系統(tǒng)的交互設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于主被動控制的恒力切削系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 需求分析
    4.3 被動柔順機構(gòu)設(shè)計
    4.4 基于模糊控制的控制器設(shè)計
    4.5 恒力切削實驗設(shè)計
        4.5.1 實驗平臺的搭建
        4.5.2 實驗器材與原料準(zhǔn)備
    4.6 模擬超聲骨刀實驗與結(jié)果分析
    4.7 高速骨鉆實驗與結(jié)果分析
        4.7.1 高速骨鉆實驗場景設(shè)定
        4.7.2 高速骨鉆實驗結(jié)果
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3581526