基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的微創(chuàng)脊柱外科手術(shù)引導(dǎo)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 10:44
研究背景手術(shù)的數(shù)字化,微創(chuàng)化與智能化是現(xiàn)代外科技術(shù)的重要發(fā)展方向,也是先進(jìn)外科技術(shù)的重要標(biāo)志。微創(chuàng)脊柱外科(Minimally Invasive Spine Surgery,MISS)技術(shù)可以在保證手術(shù)效果與傳統(tǒng)開放手術(shù)無明顯差別的前提下以最小的組織損傷與功能破壞完成手術(shù)操作并加速患者術(shù)后康復(fù),較傳統(tǒng)手術(shù)方式具有顯著優(yōu)勢(shì)包括減少手術(shù)導(dǎo)致的組織損傷、可計(jì)量的臨床收益如減少出血量、降低手術(shù)死亡率、減輕術(shù)后鎮(zhèn)痛依賴、縮短住院時(shí)間和更早期功能鍛煉等、臨床效果的確切性即手術(shù)效果應(yīng)與傳統(tǒng)開放手術(shù)效果無明顯差別以及具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)效應(yīng)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,MISS技術(shù)已經(jīng)風(fēng)靡全球。然而,對(duì)于低年資醫(yī)生來說,在MISS技術(shù)的學(xué)習(xí)過程中,特別是對(duì)手術(shù)方式和手術(shù)器械熟練過程中,其學(xué)習(xí)曲線是非常陡峭的,而且在此學(xué)習(xí)過程中,手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率也相對(duì)較高。數(shù)字手術(shù)導(dǎo)航技術(shù),快速成型技術(shù),手術(shù)機(jī)器人技術(shù),交叉現(xiàn)實(shí)技術(shù)等,是數(shù)字微創(chuàng)脊柱外科(Digital Minimally Invasive Spine Surgery,DMISS)領(lǐng)域的幾個(gè)重大分支領(lǐng)域,其中交叉現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域是現(xiàn)階段最熱門的科學(xué)研究方向之一。交...
【文章來源】:中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
在Photoshop中生成的具有高對(duì)比度的正方形黑白色圖像
陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文24圖2測(cè)試使用的CuboidTarget立方體組裝圖片在Unity中,將目標(biāo)設(shè)備改為MicrosoftHoloLens后,ScriptingBackend默認(rèn)為“IL2CPP”,若未修改ScriptingBackend為“.NET”則無法在BuildPlatform選中UnityC#Projects,也就無法成功生成C#項(xiàng)目,導(dǎo)致后續(xù)無法正常編譯。如在編譯中反復(fù)提示TextMeshPro相關(guān)的錯(cuò)誤,且沒有使用TextMeshPro相關(guān)的元素時(shí),應(yīng)考慮升級(jí)Unity版本,升級(jí)后可能可以解決此問題。如在MicrosoftHoloLens部署后,在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)發(fā)現(xiàn)無法識(shí)別任何一個(gè)ImageTarget圖像,或者進(jìn)入應(yīng)用程序后應(yīng)用程序沒有任何反應(yīng)并自動(dòng)退回到應(yīng)用程序列表,應(yīng)當(dāng)考慮Unity場(chǎng)景中對(duì)于UniversalWindowsApp設(shè)定的應(yīng)用程序權(quán)限中是否開啟了攝像頭(Webcam)權(quán)限。在向MicrosoftHoloLens部署應(yīng)用程序時(shí),應(yīng)確保在MicrosoftHoloLens中已啟用開發(fā)者模式,并在開發(fā)工作站的VS2017中與已啟用了開發(fā)者模式的MicrosoftHoloLens進(jìn)行配對(duì),配對(duì)成功后才可將編譯的應(yīng)用程序部署至MicrosoftHoloLens。最終在啟用MicrosoftHoloLens上部署的AR應(yīng)用程序后,在識(shí)別ImageTarget時(shí),應(yīng)避免周圍環(huán)境光線的劇烈改變,否則正在正常追蹤顯示的內(nèi)容將會(huì)消失,甚至無法正常追蹤并顯示。這是由于Vuforia是采用圖像識(shí)別技術(shù)通過圖像的灰度進(jìn)行識(shí)別所致的,也正是因?yàn)槿绱,在?gòu)建VuforiaImageTarget時(shí)應(yīng)該使用不對(duì)稱的具有高對(duì)比度且特征點(diǎn)豐富的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn)。當(dāng)周圍環(huán)境光穩(wěn)定時(shí),使用不對(duì)稱的具有高對(duì)比度且特征點(diǎn)豐富的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn),在MicrosoftHoloLens攝像頭的識(shí)別范圍內(nèi)不論視角發(fā)生怎樣的變化,使用我們所選用的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn)都可以穩(wěn)定的進(jìn)行識(shí)別。
陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文27定并包埋在不透明的模擬人體軟組織的材料中,在該模型的表面應(yīng)固定有用于實(shí)現(xiàn)AR投射的空間錨點(diǎn)相關(guān)的配件,并且?guī)讉(gè)部分之間應(yīng)確保不易產(chǎn)生相對(duì)位移。AR技術(shù)中的自動(dòng)配準(zhǔn)功能,可以利用攝像頭的圖像識(shí)別,通過識(shí)別現(xiàn)實(shí)世界中的空間錨點(diǎn)的標(biāo)志,實(shí)現(xiàn)在虛擬世界內(nèi)將元素進(jìn)行空間定位顯示。本實(shí)驗(yàn)將嘗試構(gòu)建用于本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究的凝膠塑骨模型,以及用于AR研究的數(shù)字化凝膠塑骨模型,并利用該數(shù)字化模型進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)應(yīng)用程序的開發(fā),并通過簡單實(shí)驗(yàn)測(cè)試該自動(dòng)配準(zhǔn)系統(tǒng)的精確性。材料與方法1.取符合人體解剖結(jié)構(gòu)大小的腰椎塑骨1個(gè),將其放置在容積為12L的方形塑料容器中,如圖3;圖3腰椎塑骨與方形塑料容器2.將塑骨擺放至容器正中央,棘突側(cè)朝向容器底部,向容器頂部位移,使塑骨棘突側(cè)距離容器底部大概3cm,使用直徑為1.5mm長度為300.0mm的克氏針2根,以容器的最短徑橫向穿過容器與塑骨的椎體正中央,將塑骨與容器之間進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)固定,如圖4;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]方差不齊時(shí)兩組及以上均數(shù)比較時(shí)不同分析方法的穩(wěn)健性和把握度比較[J]. 蔣丹,趙耐青. 中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì). 2016(01)
本文編號(hào):3283984
【文章來源】:中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
在Photoshop中生成的具有高對(duì)比度的正方形黑白色圖像
陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文24圖2測(cè)試使用的CuboidTarget立方體組裝圖片在Unity中,將目標(biāo)設(shè)備改為MicrosoftHoloLens后,ScriptingBackend默認(rèn)為“IL2CPP”,若未修改ScriptingBackend為“.NET”則無法在BuildPlatform選中UnityC#Projects,也就無法成功生成C#項(xiàng)目,導(dǎo)致后續(xù)無法正常編譯。如在編譯中反復(fù)提示TextMeshPro相關(guān)的錯(cuò)誤,且沒有使用TextMeshPro相關(guān)的元素時(shí),應(yīng)考慮升級(jí)Unity版本,升級(jí)后可能可以解決此問題。如在MicrosoftHoloLens部署后,在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)發(fā)現(xiàn)無法識(shí)別任何一個(gè)ImageTarget圖像,或者進(jìn)入應(yīng)用程序后應(yīng)用程序沒有任何反應(yīng)并自動(dòng)退回到應(yīng)用程序列表,應(yīng)當(dāng)考慮Unity場(chǎng)景中對(duì)于UniversalWindowsApp設(shè)定的應(yīng)用程序權(quán)限中是否開啟了攝像頭(Webcam)權(quán)限。在向MicrosoftHoloLens部署應(yīng)用程序時(shí),應(yīng)確保在MicrosoftHoloLens中已啟用開發(fā)者模式,并在開發(fā)工作站的VS2017中與已啟用了開發(fā)者模式的MicrosoftHoloLens進(jìn)行配對(duì),配對(duì)成功后才可將編譯的應(yīng)用程序部署至MicrosoftHoloLens。最終在啟用MicrosoftHoloLens上部署的AR應(yīng)用程序后,在識(shí)別ImageTarget時(shí),應(yīng)避免周圍環(huán)境光線的劇烈改變,否則正在正常追蹤顯示的內(nèi)容將會(huì)消失,甚至無法正常追蹤并顯示。這是由于Vuforia是采用圖像識(shí)別技術(shù)通過圖像的灰度進(jìn)行識(shí)別所致的,也正是因?yàn)槿绱,在?gòu)建VuforiaImageTarget時(shí)應(yīng)該使用不對(duì)稱的具有高對(duì)比度且特征點(diǎn)豐富的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn)。當(dāng)周圍環(huán)境光穩(wěn)定時(shí),使用不對(duì)稱的具有高對(duì)比度且特征點(diǎn)豐富的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn),在MicrosoftHoloLens攝像頭的識(shí)別范圍內(nèi)不論視角發(fā)生怎樣的變化,使用我們所選用的圖片作為識(shí)別錨點(diǎn)都可以穩(wěn)定的進(jìn)行識(shí)別。
陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文27定并包埋在不透明的模擬人體軟組織的材料中,在該模型的表面應(yīng)固定有用于實(shí)現(xiàn)AR投射的空間錨點(diǎn)相關(guān)的配件,并且?guī)讉(gè)部分之間應(yīng)確保不易產(chǎn)生相對(duì)位移。AR技術(shù)中的自動(dòng)配準(zhǔn)功能,可以利用攝像頭的圖像識(shí)別,通過識(shí)別現(xiàn)實(shí)世界中的空間錨點(diǎn)的標(biāo)志,實(shí)現(xiàn)在虛擬世界內(nèi)將元素進(jìn)行空間定位顯示。本實(shí)驗(yàn)將嘗試構(gòu)建用于本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究的凝膠塑骨模型,以及用于AR研究的數(shù)字化凝膠塑骨模型,并利用該數(shù)字化模型進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)應(yīng)用程序的開發(fā),并通過簡單實(shí)驗(yàn)測(cè)試該自動(dòng)配準(zhǔn)系統(tǒng)的精確性。材料與方法1.取符合人體解剖結(jié)構(gòu)大小的腰椎塑骨1個(gè),將其放置在容積為12L的方形塑料容器中,如圖3;圖3腰椎塑骨與方形塑料容器2.將塑骨擺放至容器正中央,棘突側(cè)朝向容器底部,向容器頂部位移,使塑骨棘突側(cè)距離容器底部大概3cm,使用直徑為1.5mm長度為300.0mm的克氏針2根,以容器的最短徑橫向穿過容器與塑骨的椎體正中央,將塑骨與容器之間進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)固定,如圖4;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]方差不齊時(shí)兩組及以上均數(shù)比較時(shí)不同分析方法的穩(wěn)健性和把握度比較[J]. 蔣丹,趙耐青. 中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì). 2016(01)
本文編號(hào):3283984
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