復(fù)雜型先天性心臟病是一種常見且對幼兒健康危害最大的先天性缺陷之一。早期的矯治手術(shù)是治療復(fù)雜先心病的唯一有效手段。即便如此,當(dāng)前國內(nèi)外的復(fù)雜先心病矯治術(shù)后的死亡率與致殘率依然較高。其主要原因在于手術(shù)術(shù)野較小,術(shù)中難以辨識心臟內(nèi)部及周圍的畸形病灶。盡管目前有血管造影成像技術(shù),但實際在術(shù)中開胸裸露出心臟后,心臟及其周圍血管的解剖結(jié)構(gòu)已與術(shù)前的影像有所不同,導(dǎo)致醫(yī)生難以將術(shù)前的影像與術(shù)中實際的解剖結(jié)構(gòu)對應(yīng)起來。因此,當(dāng)前先心病手術(shù)主要依賴主刀醫(yī)生的臨床經(jīng)驗和醫(yī)學(xué)影像的指導(dǎo),造成手術(shù)過程操作復(fù)雜,病灶定位精度低、手術(shù)效率差等問題。為了解決先心病畸形病灶矯治手術(shù)所遇到的問題,本文結(jié)合電磁導(dǎo)航與增強現(xiàn)實技術(shù),設(shè)計了一套針對先心病畸形病灶的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng),輔助醫(yī)生實現(xiàn)病灶的精準辨識與定位�；谠撓到y(tǒng),本文分別對其工作流程中的相關(guān)技術(shù)展開了具體研究。本文的研究內(nèi)容如下:（1）自主設(shè)計先心病電磁手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。本文為了實現(xiàn)畸形病灶定位的目標,設(shè)計并研發(fā)了一套醫(yī)學(xué)圖像處理、三維可視化、開胸切口規(guī)劃、電磁標記點提取、手術(shù)注冊、手術(shù)器械實時追蹤,以及內(nèi)窺鏡增強現(xiàn)實等多功能于一體的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。（2）基于術(shù)前圖像的開... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一名患兒的心臟解剖結(jié)構(gòu)

13標方向和有效范圍，以及兩種傳感器的坐標方向。圖2-2 磁場發(fā)射器和傳感器的坐標系示意圖。2.2.2 電磁導(dǎo)航手術(shù)平臺及標記點設(shè)計為了方便地構(gòu)建手術(shù)空間以及完成良好的手術(shù)注冊，本文設(shè)計了一個適用于先心病手術(shù)平臺。手術(shù)平臺采用美國達索系統(tǒng)公司出品的SolidWorks軟件進行設(shè)計，如圖2-3所示，其外觀是由360mm×285mm×150mm的立方體進行切除所得到深度為100mm的U型槽。平臺的底部設(shè)計了長為20mm，寬為8mm，深度為8mm的立方體凹槽，其目的是嵌入Model800型電磁傳感器，以此作為手術(shù)空間的原點和坐標方向。同時，平臺上還設(shè)計了28個直徑為18mm的圓孔

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖2-3 手術(shù)平臺設(shè)計圖本系統(tǒng)所使用的手術(shù)注冊方式是基于粘貼式標記點的注冊方式，目前大多數(shù)主流的光學(xué)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)都是以該類標記點完成手術(shù)注冊。以Medtronic公司的StealthStation手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)為例[47]，在進行注冊時，醫(yī)生需要使用手術(shù)導(dǎo)航配套的工具點選標記點的中心以獲取手術(shù)空間下的三維坐標，并在圖像空間中以相同順序選取對應(yīng)的標記點中心坐標，最后依靠注冊算法完成手術(shù)注冊。受此啟發(fā)，本文在課題組前期光學(xué)標記點的研究基礎(chǔ)上[48]，設(shè)計了用于電磁導(dǎo)航的標記點，如圖2-4所示。標記點具有軸對稱幾何結(jié)構(gòu)，分為上下兩部分，上面是直徑為6mm的支柱結(jié)構(gòu)，中間鉆了直徑1.5mm

【參考文獻】：
期刊論文
[1]手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 裴大婷,黃德群,陳軍,張佳泳.  臨床醫(yī)學(xué)工程. 2017(09)
[2]《中國心血管病報告2016》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽.  中國循環(huán)雜志. 2017(06)
[3]GDCM開源庫用于臨床DICOM數(shù)據(jù)的問題及其解決方法[J]. 陳志軍,胡慶茂,劉嘉,杜曉華.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2009 (06)
[4]一種輔助腹腔鏡手術(shù)機器人圖像導(dǎo)航的穿刺孔定位方法[J]. 張立勛,董九志,鄒戈,趙國文,于凌濤.  中國機械工程. 2009(05)
[5]基于監(jiān)視器的雙目立體視覺的立體效果[J]. 朱慶生,劉然,楊珺,許小艷.  同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(11)
[6]機械臂定位外科手術(shù)輔助導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 郝穎明,王洪光,朱楓,趙明揚,曲艷麗,隋春平.  儀器儀表學(xué)報. 2006(06)
[7]醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)的研制[J]. 陳曉冬,郁道銀,宋玲玲,劉琳波.  儀器儀表學(xué)報. 2005(10)
[8]先天性右位心的診斷和外科治療:16例臨床分析[J]. 冀亞琦,孫培吾,張希,王治平,鐘佛添,羅紅鶴.  中山醫(yī)科大學(xué)學(xué)報. 2002(05)

博士論文
[1]光學(xué)手術(shù)導(dǎo)航引導(dǎo)的肝癌消融精準定位和穿刺方法研究[D]. 林欽永.華南理工大學(xué) 2016
[2]手持式增強現(xiàn)實神經(jīng)導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究及其系統(tǒng)建立[D]. 鄧薇薇.復(fù)旦大學(xué) 2014
[3]基于棱鏡的醫(yī)用內(nèi)窺鏡輔助診斷系統(tǒng)研究[D]. 崔笑宇.東北大學(xué) 2012
[4]神經(jīng)導(dǎo)航誤差分析與提高空間配準精度的研究[D]. 王滿寧.復(fù)旦大學(xué) 2010

碩士論文
[1]射頻消融光學(xué)導(dǎo)航標記點匹配與三維可視化的研究[D]. 寧海.華南理工大學(xué) 2013
[2]基于GPU的醫(yī)學(xué)圖像體繪制技術(shù)研究[D]. 岑梓源.華南理工大學(xué) 2013
[3]手術(shù)導(dǎo)航中三維定位系統(tǒng)的研究[D]. 王杉杉.中南民族大學(xué) 2012
[4]腹腔鏡手術(shù)電磁定位系統(tǒng)初步研究[D]. 劉菊.重慶大學(xué) 2012
[5]基于VTK的醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 閆艷紅.武漢理工大學(xué) 2012
[6]電磁定位系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[D]. 師曉宙.天津大學(xué) 2012
[7]計算機輔助微創(chuàng)心臟外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 羅哲.上海交通大學(xué) 2010
[8]基于VTK實現(xiàn)二維醫(yī)學(xué)圖像的三維可視化系統(tǒng)[D]. 艾婷.東北師范大學(xué) 2008
[9]IGS系統(tǒng)注冊導(dǎo)航和術(shù)前計劃問題的研究[D]. 白晶.清華大學(xué) 2007



本文編號：2984126