隨著醫(yī)學(xué)影像和醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的交叉應(yīng)用,現(xiàn)代外科學(xué)逐漸從經(jīng)驗化、描述化向定量化、精細(xì)化和個性化的方向發(fā)展。微創(chuàng)手術(shù)相對于傳統(tǒng)手術(shù)而言,具有切口小、創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、痛苦少的優(yōu)點(diǎn)。在微創(chuàng)手術(shù)中,三維重建的好壞決定了醫(yī)生診療的效率和準(zhǔn)確性。因此,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像的三維重建是醫(yī)療輔助診斷系統(tǒng)中的一個重要組成部分,也是醫(yī)療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。目前的醫(yī)學(xué)影像三維重建在微創(chuàng)手術(shù)診療過程中還存在以下問題:(1)醫(yī)生的手術(shù)技巧是手術(shù)成功的關(guān)鍵因素,而微創(chuàng)手術(shù)規(guī)劃方式大多在二維圖像上進(jìn)行,無法獲取深度信息,可能會造成手術(shù)空間定位的不準(zhǔn)確。尤其是腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù),其過程相當(dāng)復(fù)雜,視覺反饋的不完整增加了醫(yī)生手術(shù)的困難程度。(2)利用slam獲取的是稀疏的點(diǎn)云圖,導(dǎo)致擬合的三維點(diǎn)云所得到的重建表面出現(xiàn)平面顛簸的現(xiàn)象。針對以上問題,本課題建立可以應(yīng)用在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)的仿真系統(tǒng),主要解決醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的實(shí)時稠密三維重建。研究工作如下:(1)圖像預(yù)處理作為三維重建任務(wù)中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié),針對醫(yī)療影像中無法獲取深度信息,采用雙目內(nèi)窺鏡獲取圖像,通過對輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理,改善三維重建的系統(tǒng)準(zhǔn)確性。(2)針對稀疏點(diǎn)云會出現(xiàn)平面顛簸現(xiàn)象,本文研究立體匹配算法的選取過程,將合適的立體匹配算法擴(kuò)展到最先進(jìn)的orb-slam2中,對內(nèi)窺鏡視頻流進(jìn)行稠密的三維重建。通過以上改進(jìn),本文的三維重建精度較slam系統(tǒng)提升了2.5%,同時在像素匹配率上提升了7%。通過多次實(shí)驗,驗證本文改進(jìn)工作的有效性。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;R445
【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)圖

中北大學(xué)碩士學(xué)位論文 系統(tǒng)。本課題選擇 ORB-SLAM2 來對內(nèi)窺鏡視：2 使用 ORB 作為特征描述符，其對旋轉(zhuǎn)和縮放具和自動曝光以及光照變化具有良好的不變性。到實(shí)時的目的，降低了對系統(tǒng)性能要求，在 CP統(tǒng)在更廣泛的基線上匹配功能。當(dāng)移動距離很大強(qiáng)了 BA的準(zhǔn)確度。 具有立體視覺功能。因為深度不能從單目相機(jī)觀鏡環(huán)境下的深度信息不夠，可能會導(dǎo)致外科醫(yī)生引起操作錯誤，從而危及患者的安全。通過使用決。

圖 2.2 OpenCV 的 ORB 特征點(diǎn)檢測結(jié)果AM2 的立體視覺系統(tǒng)使用多個并行的線程:1)通過，將攝像機(jī)定位到每個幀的位置；2)本地映射來管 BA；3)循環(huán)閉合，檢測大環(huán)，并通過進(jìn)行 pose 圖姿態(tài)圖優(yōu)化后，啟動第四個線程執(zhí)行完整的 BA，。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐建;;醫(yī)學(xué)影像三維重建系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)探討[J];影像技術(shù);2017年04期

2 陳合新,虞春堂,鐘世鎮(zhèn);顳骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)CT三維重建的研究[J];中華耳鼻咽喉科雜志;2000年05期

3 陸惠民,王秀春,史美德,劉守忠;生物顯微結(jié)構(gòu)連續(xù)切片圖象的象素地址矢量表達(dá)和三維重建信息加工[J];生物物理學(xué)報;1988年03期

4 宋紅芳;吳寶平;趙麗穎;王輝;劉志成;;三維重建在口腔生物力學(xué)中的應(yīng)用[J];醫(yī)學(xué)信息;2018年07期

5 劉建國;;可移動文物的多視角影像三維重建[J];考古;2016年12期

6 張家樹，李時光，楊恬;三維重建窗口的設(shè)計實(shí)現(xiàn)[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1994年03期

7 李治安，王新房，陸平，王加恩，鄧又斌，胡綱，楊婭，劉俐;經(jīng)食管超聲心動圖縱向掃描切面三維重建[J];中華超聲影像學(xué)雜志;1994年01期

8 蘇鴻根;;三維重建和重構(gòu)的研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報;1986年01期

9 蘇鴻根;;三維重建和重構(gòu)的研究[J];工程圖學(xué)學(xué)報;1986年07期

10 張永萍;張永生;;MSCT三維重建對小兒氣管支氣管異物的診斷價值[J];現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué);2018年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 肖智博;呂富榮;歐陽羽;曾勇明;呂發(fā)金;;閉氣掃描在肩關(guān)節(jié)三維重建中的價值[A];2010中華醫(yī)學(xué)會影像技術(shù)分會第十八次全國學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

2 宋宇瑩;;行星狀星云的三維重建[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

3 李佳;羅月童;龍鵬程;黃善清;閆鋒;孔維華;吳宜燦;FDS團(tuán)隊;;三維放射治療計劃系統(tǒng)中快速三維重建方法的研究與應(yīng)用[A];第二屆全國核技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)術(shù)研討會大會論文摘要集[C];2009年

4 趙明浦;;物體表面三維重建實(shí)現(xiàn)方法研究現(xiàn)狀[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2007年

5 吳亞敏;;“血管的三維重建”模型的優(yōu)化算法分析[A];第一屆中國智能計算大會論文集[C];2007年

6 胡明星;袁保宗;唐曉芳;;投影三維重建中基于遺傳算法的基礎(chǔ)矩陣估計方法[A];第十屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2001）論文集[C];2001年

7 葉青盛;計建軍;王延群;楊軍;周盛;王曉春;王立偉;;基于超聲圖像的膀胱三維重建系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第三十三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

8 諸葛斌;周荷琴;郎文輝;唐雷;馮煥清;;基于表面點(diǎn)的數(shù)字人三維重建[A];人體斷面數(shù)據(jù)獲取與圖像處理研討會論文匯編[C];2005年

9 譚躍鋼;吳正平;;一種新的基于雙目視模型的三維重建方法[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

10 胡罷生;譚歡慶;曲華麗;邱士軍;張雪林;昌仁民;;多層螺旋CT掃描三維重建后逐層顯示解剖結(jié)構(gòu)及臨床意義[A];中華醫(yī)學(xué)會第十三屆全國放射學(xué)大會論文匯編（下冊）[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前6條

1 記者 牟景君;東林大研究出三維重建和3D打印技術(shù)[N];中國綠色時報;2015年

2 記者 周辰;“三維重建”病灶 手術(shù)更精準(zhǔn)[N];哈爾濱日報;2015年

3 本報記者 葉青 通訊員 粵科宣;病人家屬也可操刀“做手術(shù)”[N];廣東科技報;2011年

4 本報記者 王星;還原洞窟佛像[N];文匯報;2012年

5 本報記者 彭溢 閆一菲;高科技在民用領(lǐng)域大顯身手[N];黑龍江日報;2018年

6 記者 陶克強(qiáng)　通訊員 張范 嘉善縣委報道組 劉文書;從低端徘徊向高端突破[N];嘉興日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 肖雄武;具備結(jié)構(gòu)感知功能的傾斜攝影測量場景三維重建[D];武漢大學(xué);2018年

2 謝榛;基于無人機(jī)視覺的場景感知方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2017年

3 張金強(qiáng);星載全方位SAR目標(biāo)三維重建技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

4 胡楊;基于深度相機(jī)的葉菜類作物三維重建與生長測量方法研究[D];浙江大學(xué);2018年

5 唐麗;由手提相機(jī)獲得的序列圖像進(jìn)行三維重建[D];西安電子科技大學(xué);2003年

6 姜光;基于二次曲線的單軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動分析和三維重建[D];西安電子科技大學(xué);2003年

7 王宇宙;計算機(jī)視覺三維重建理論與應(yīng)用[D];西北大學(xué);2004年

8 孫向軍;場景三維重建的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2004年

9 方馳華;肝臟管道系統(tǒng)數(shù)字化及虛擬肝臟的研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2005年

10 陳付幸;基于非定標(biāo)圖像序列的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 段永鳳;腹部器官及血管的三維重建對于胃癌手術(shù)的指導(dǎo)意義[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2019年

2 陳起鳳;基于圖像的建筑物線段三維重建研究與實(shí)現(xiàn)[D];武漢工程大學(xué);2018年

3 苑立彬;基于RGB-D傳感器室內(nèi)場景三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

4 柯錦樂;基于攝像機(jī)陣列的全自動高效人體三維重建[D];浙江大學(xué);2019年

5 劉歡;基于改進(jìn)Marching Cubes的椎骨CT圖像三維重建方法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

6 王鶴;基于立體視覺的單尺度三維重建特征匹配模型研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

7 王博聞;基于ORB-SLAM2的醫(yī)學(xué)影像三維重建[D];中北大學(xué);2019年

8 陳斌;假肢接受腔三維重建系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2018年

9 楊騰達(dá);基于雙線陣相機(jī)的三維重建系統(tǒng)[D];鄭州大學(xué);2019年

10 劉立強(qiáng);基于深度學(xué)習(xí)的視覺三維重建研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號：2820345