本文關(guān)鍵詞：磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺設(shè)計

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【摘要】：心血管疾病發(fā)病率的增加,使得介入診療手術(shù)需求急劇增大,但傳統(tǒng)的導(dǎo)管介入診療手術(shù)很難在復(fù)雜的心血管環(huán)境中實施。隨著醫(yī)療技術(shù)水平的發(fā)展,將介入式診療手術(shù)技術(shù)與先進的計算機控制技術(shù)、成像技術(shù)、超導(dǎo)磁體技術(shù)完美地結(jié)合發(fā)展而來的介入式磁導(dǎo)航系統(tǒng),通過互聯(lián)網(wǎng)和計算機程序指令對磁導(dǎo)管等介入器械進行實時控制,能夠極大地降低心腦血管疾病和惡性腫瘤介入診療手術(shù)的操作難度。本文將從介入式磁導(dǎo)航系統(tǒng)的控制和虛擬操作訓(xùn)練等方面,對磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺進行研究。首先,本文結(jié)合磁導(dǎo)航系統(tǒng)的特點并綜合考慮設(shè)備體積和成本等因素,選擇控制搖桿代替手控器作為磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺的主手設(shè)備,結(jié)合磁導(dǎo)管的運動模式,分析搖桿信號與磁場方向的映射關(guān)系和坐標轉(zhuǎn)換方法,并設(shè)計磁導(dǎo)管控制模式。通過對磁場不同姿態(tài)間角度差值的控制,探究磁導(dǎo)管操作過程中出現(xiàn)的磁場跳變問題的解決方法。其次,本文基于上述磁導(dǎo)管控制方法設(shè)計出磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺,并實現(xiàn)搖桿數(shù)據(jù)獲取及映射、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)存儲和通信等功能。其中,人機交互軟件模塊和電源監(jiān)控軟件模塊能夠協(xié)作完成對磁導(dǎo)航設(shè)備的聯(lián)調(diào)和實時監(jiān)控。本文還對虛擬操作訓(xùn)練軟件模塊及其訓(xùn)練項目內(nèi)容和步驟進行設(shè)計,并用于醫(yī)護人員的磁導(dǎo)管虛擬操作訓(xùn)練和結(jié)果評估。最后,本文在完成對磁體校準后,利用磁導(dǎo)航遙操作軟件對磁導(dǎo)航設(shè)備進行了聯(lián)調(diào)控制測試,并完成了動物介入手術(shù)實驗。同時招募志愿者接受磁導(dǎo)管虛擬操作訓(xùn)練實驗,對記錄的訓(xùn)練結(jié)果變化趨勢進行綜合分析。本文從磁導(dǎo)航介入手術(shù)的具體需求出發(fā),設(shè)計出用于磁導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控和虛擬訓(xùn)練的磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺。聯(lián)調(diào)和實驗結(jié)果表明,該軟件平臺能夠快速、準確和穩(wěn)定地控制磁導(dǎo)管進行相關(guān)手術(shù)操作,解決了磁場控制過程中的跳變問題,而且本文設(shè)計的虛擬操作訓(xùn)練軟件模塊有助于全面提升操作者對磁導(dǎo)管的控制能力。
【關(guān)鍵詞】：磁導(dǎo)航 介入式手術(shù) 磁場控制 虛擬訓(xùn)練 評估參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R815;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 遙控磁導(dǎo)航技術(shù)8-11
• 1.2.2 虛擬醫(yī)療訓(xùn)練11-12
• 1.3 本文的主要工作及章節(jié)安排12-14
• 第二章 磁導(dǎo)管控制模式及方法研究14-22
• 2.1 磁導(dǎo)管控制原理14-15
• 2.2 主手設(shè)備選型15-16
• 2.2.1 主手設(shè)備15
• 2.2.2 搖桿選型15-16
• 2.3 磁導(dǎo)管運動模型16-17
• 2.4 導(dǎo)航磁場控制方法17-21
• 2.4.1 導(dǎo)航磁場控制模式介紹17-18
• 2.4.2 坐標系間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換18-21
• 2.4.3 防跳變分析21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 磁導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)控軟件的構(gòu)建22-40
• 3.1 磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺整體結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 磁導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)控軟件關(guān)鍵問題23-34
• 3.2.1 搖桿數(shù)據(jù)的獲取和處理23-24
• 3.2.2 數(shù)據(jù)可視化24-27
• 3.2.3 進程間通信27-29
• 3.2.4 TCP通信及協(xié)議29-32
• 3.2.5 數(shù)據(jù)庫32-34
• 3.3 磁導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)控軟件的實現(xiàn)34-38
• 3.3.1 人機交互軟件模塊的實現(xiàn)35
• 3.3.2 電源監(jiān)控軟件模塊的實現(xiàn)35-36
• 3.3.3 軟件的操作方法36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 虛擬操作訓(xùn)練軟件模塊構(gòu)建40-58
• 4.1 虛擬訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建40-46
• 4.1.1 磁導(dǎo)航手術(shù)虛擬訓(xùn)練需求40
• 4.1.2 虛擬操作訓(xùn)練方案40-41
• 4.1.3 虛擬訓(xùn)練場景總體設(shè)計41-42
• 4.1.4 虛擬訓(xùn)練環(huán)境模型42-46
• 4.2 虛擬操作訓(xùn)練步驟設(shè)計46-50
• 4.2.1 訓(xùn)練項目內(nèi)容設(shè)計46-47
• 4.2.2 訓(xùn)練項目的實現(xiàn)47-50
• 4.3 虛擬操作訓(xùn)練評估方法設(shè)計50-56
• 4.3.1 評估方法介紹50-51
• 4.3.2 評估要素權(quán)重及等級分配51-55
• 4.3.3 評估結(jié)果記錄55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 磁導(dǎo)航遙操作軟件平臺的聯(lián)調(diào)與性能測試58-66
• 5.1 監(jiān)控軟件的聯(lián)調(diào)實驗58-62
• 5.1.1 介入式磁導(dǎo)航實驗室布局58-59
• 5.1.2 導(dǎo)航磁體校準59-60
• 5.1.3 磁導(dǎo)航設(shè)備聯(lián)調(diào)60-61
• 5.1.4 介入式動物試驗61-62
• 5.2 虛擬操作訓(xùn)練軟件模塊性能測試62-64
• 5.3 本章小結(jié)64-66
• 第六章 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 本文總結(jié)66-67
• 6.2 未來展望67-68
• 致謝68-70
• 參考文獻70-74
• 碩士期間科研成果74

【參考文獻】

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本文編號：865003