發(fā)布時間：2021-02-14 21:58

　　隨著前列腺癌發(fā)病率的增長并且日趨年輕化,前列腺的早期診查被越發(fā)重視。在經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下的經(jīng)會陰前列腺穿刺活檢術(shù)中,醫(yī)生通過對經(jīng)直腸超聲（Transrectal Ultrasonography,TRUS）圖像中前列腺區(qū)域的觀察來確定相應(yīng)的穿刺目標(biāo)。由于TRUS成像質(zhì)量較差,前列腺邊緣模糊以及腫瘤與非腫瘤區(qū)域?qū)Ρ榷鹊?檢測前列腺癌的效果有限。該過程中醫(yī)生需要憑借經(jīng)驗確定進針路線,易受到干擾�？紤]到核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）對軟組織的分辨率、對比度較高,可以較好地顯示前列腺內(nèi)外部的組織結(jié)構(gòu)。因此,本文通過將MR圖像信息配準(zhǔn)到術(shù)中TRUS圖像,輔助穿刺針進給機構(gòu)實現(xiàn)前列腺穿刺,以提高穿刺的準(zhǔn)確性和檢出率,減少進針次數(shù)及術(shù)后并發(fā)癥。本文根據(jù)經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下的經(jīng)會陰前列腺穿刺活檢術(shù)中的醫(yī)學(xué)需求,對穿刺針進給機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)和控制單元的設(shè)計以及逆運動學(xué)求解,結(jié)合術(shù)前圖像處理及配準(zhǔn)和術(shù)中引導(dǎo)穿刺所需的超聲探頭操作機構(gòu)、超聲設(shè)備等,構(gòu)建MR與TRUS圖像輔助前列腺穿刺系統(tǒng)。由于MR圖像信息配準(zhǔn)至術(shù)中TRUS圖像需要在輪廓提取和三維重建的基礎(chǔ)上展開。本文利用前... 

【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)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

前列腺超聲圖像

前列腺是男性泌尿系統(tǒng)中的重要組成部分，但近年來隨著人們生活工作壓力的增大以及生活環(huán)境的惡化，前列腺癌發(fā)病率隨之增長并且呈年輕化的趨勢 截至 2015 年底，中國前列腺癌每年新發(fā)病例達(dá) 6 萬余例，死亡 2.6 萬余例[1] 前列腺癌若能在早期或中期被診察發(fā)現(xiàn)，尚能獲取有效的診治[2] 但若在晚期發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生擴散，治愈可能性將大大下降 因此前列腺早期檢查是發(fā)現(xiàn)并診治前列腺癌的必要條件，同時對手術(shù)成功率的提高也具有重大意義 目前，在幾種常用的前列腺癌早期檢查中，經(jīng)直腸超聲（TransrectUltrasonography, TRUS）引導(dǎo)的穿刺活檢由于其低成本 安全簡便 具備實時性以及無輻射等特性，己成為前列腺癌診斷的金標(biāo)準(zhǔn)[3] 然而，由于 TRUS 成像質(zhì)量較差，信噪比低，前列腺邊緣模糊以及腫瘤與非腫瘤區(qū)域?qū)Ρ榷鹊停ㄈ鐖D 1-1 所示）利用 TRUS 來檢測前列腺癌的效果十分有限 在超聲引導(dǎo)下的穿刺活檢中，前列腺一般被分成 6 個或更多的相同體積的區(qū)域（ 6+X 方案），并從每個區(qū)域進針獲得組織活檢[4] 但是該種方法下前列腺癌的檢出率僅為 30%[5] 因此，為提高前列腺癌檢出率， 6+X 方案被不斷改進，臨床醫(yī)師隨之增加進針次數(shù)，但同時也增加了并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險[6]

圖 1-4 3D-TRUS 機器人輔助穿刺系統(tǒng)新加坡南洋理工大學(xué)的 Louis Phee 等人于 2005 年研制了一套二維超聲圖像導(dǎo)下的經(jīng)會陰前列腺穿刺活檢機器人系統(tǒng)[13]，如圖 1-5 所示 該系統(tǒng)包含超聲像設(shè)備 穿刺活檢機器人和計算機三個部分，該機器人由穿刺針驅(qū)動模塊與超探頭驅(qū)動模塊組成，前列腺超聲圖像在三維重建后作為穿刺針進針路徑規(guī)劃的考，利用相關(guān)軟件在計算機中實現(xiàn) 基本操作流程如下：將標(biāo)記物植入到目標(biāo)中采集一系列超聲圖像切片進行三維重建，從而規(guī)劃穿刺路徑，最后由醫(yī)生手動制穿刺機器人的進針力度 角度和深度

【參考文獻】：
期刊論文
[1]前列腺穿刺中國專家共識[J]. 高旭.  中華泌尿外科雜志. 2016 (04)
[2]基于光學(xué)定位系統(tǒng)的超聲探頭標(biāo)定方法[J]. 王秀芝,李凌,郭建.  中國醫(yī)療器械雜志. 2016(02)
[3]前列腺穿刺活檢的最佳途徑:經(jīng)會陰或經(jīng)直腸?[J]. 郭樂杭,徐輝雄.  腫瘤學(xué)雜志. 2016(01)
[4]基于計算機圖形處理與有限元仿真的前列腺穿刺變形模擬[J]. 王興繼,姜杉.  計算機應(yīng)用研究. 2016(02)
[5]前列腺癌診療的現(xiàn)狀與未來[J]. 梁朝朝,周駿,張力.  臨床泌尿外科雜志. 2014(08)
[6]基于各向異性擴散的圖像降噪算法綜述[J]. 余錦華,汪源源.  電子測量與儀器學(xué)報. 2011(02)
[7]醫(yī)學(xué)圖像分割算法的評價方法[J]. 張石,董建威,佘黎煌.  中國圖象圖形學(xué)報. 2009(09)
[8]經(jīng)直腸穿刺注射藥物治療慢性前列腺炎的應(yīng)用解剖[J]. 程軍平,戴景興,關(guān)艷冰,洪輝文,梁慕蘭,許文華.  中國臨床解剖學(xué)雜志. 2003(05)
[9]對影響MR圖像質(zhì)量因素的探討[J]. 楊剛,陳堤.  中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志. 1995(04)

博士論文
[1]基于三維超聲圖像的穿刺手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)研究[D]. 孫銀山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]影像引導(dǎo)下計算機輔助介入手術(shù)導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 翟偉明.清華大學(xué) 2010

碩士論文
[1]前列腺穿刺引導(dǎo)中的醫(yī)學(xué)圖像處理研究[D]. 原宗良.復(fù)旦大學(xué) 2013



本文編號：3033929