肝臟微創(chuàng)手術(shù),可以減少創(chuàng)傷,縮短恢復(fù)時(shí)間,但同時(shí)也帶來(lái)了一系列問(wèn)題。在微創(chuàng)手術(shù)過(guò)程中,醫(yī)生通過(guò)腹腔鏡獲得的圖像,視野有限,缺乏深度信息,與術(shù)前規(guī)劃存在分離。為解決這些問(wèn)題,本文將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在導(dǎo)航系統(tǒng)中,研究面向腹腔微創(chuàng)手術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維影像導(dǎo)航技術(shù)。該方法突破了腹腔鏡視野限制,建立了術(shù)前術(shù)中圖像的可視化聯(lián)系,并對(duì)手術(shù)路徑進(jìn)行規(guī)劃和AR顯示。首先,研究了CT圖像中半自動(dòng)分割肝臟圖像的方法。對(duì)區(qū)域生長(zhǎng)法的弊端進(jìn)行了分析,結(jié)合肝臟圖像實(shí)際情況,改進(jìn)了區(qū)域生長(zhǎng)法判斷函數(shù),并確立了結(jié)合改進(jìn)的區(qū)域生長(zhǎng)法、Snake算法、形狀描述符的肝臟分割方法,并與手工分割圖像進(jìn)行了對(duì)比;分析了面繪制與體繪制兩種三維重建方法的優(yōu)缺點(diǎn),采用了體繪制中的光線投影法對(duì)分割出的各組織圖像進(jìn)行三維重建,并分析重建的精度。其次,為實(shí)現(xiàn)3D-3D的術(shù)前術(shù)中圖像配準(zhǔn),對(duì)肝臟腹腔鏡圖像進(jìn)行了三維重建。重建采取雙目視覺(jué)特征配準(zhǔn)的方法,首先對(duì)腹腔鏡圖像進(jìn)行了預(yù)處理,設(shè)計(jì)了結(jié)合平滑處理和拉普拉斯變換的濾波方法,增強(qiáng)了圖像的細(xì)節(jié);對(duì)于手術(shù)器械對(duì)肝臟圖像的遮擋,改進(jìn)了傳統(tǒng)的幀間差分法,實(shí)現(xiàn)了遮擋圖像的去除;應(yīng)用了Grabcut算法,識(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 微創(chuàng)手術(shù)三維影像導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 多模態(tài)圖像配準(zhǔn)方式國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于區(qū)域生長(zhǎng)法的CT圖像分割及體繪制法重建
    2.1 引言
    2.2 基于區(qū)域生長(zhǎng)法SNAKE算法及形狀描述符的肝臟圖像分割
        2.2.1 改進(jìn)區(qū)域生長(zhǎng)法實(shí)現(xiàn)肝臟圖像粗分割
        2.2.2 基于Snake算法的肝臟邊界逼近
        2.2.3 基于形狀描述符的肝臟邊界優(yōu)化
        2.2.4 綜合CT圖像分割方法的驗(yàn)證
    2.3 光線投影法CT圖像三維重建
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于特征配準(zhǔn)的雙目腹腔鏡圖像三維重建
    3.1 引言
    3.2 腹腔鏡圖像預(yù)處理
        3.2.1 基于平滑處理和拉普拉斯變化的混合圖像濾波處理
        3.2.2 基于改進(jìn)的幀間差分法去除手術(shù)器械遮擋
        3.2.3 基于Grabcut算法識(shí)別腹腔鏡圖像中肝臟區(qū)域
    3.3 基于特征配準(zhǔn)的雙目腹腔鏡圖像三維點(diǎn)云重建
        3.3.1 基于Surf算法及FLANN匹配器的肝臟特征配準(zhǔn)
        3.3.2 基于對(duì)極幾何的特征點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于輪廓與點(diǎn)云配準(zhǔn)的三維注冊(cè)及肝臟AR顯示
    4.1 引言
    4.2 采用棋盤格對(duì)相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定
    4.3 基于輪廓配準(zhǔn)和點(diǎn)云配準(zhǔn)的三維注冊(cè)
        4.3.1 點(diǎn)云律屬配準(zhǔn)配準(zhǔn)效果分析
        4.3.2 基于輪廓配準(zhǔn)和點(diǎn)云配準(zhǔn)的三維注冊(cè)方法
    4.4 基于ARTOOLKIT標(biāo)識(shí)圖的肝臟模型AR顯示
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于改進(jìn)后人工勢(shì)場(chǎng)法的手術(shù)路徑規(guī)劃
    5.1 引言
    5.2 傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法路徑規(guī)劃效果分析
        5.2.1 傳統(tǒng)方法綜合勢(shì)場(chǎng)的建立
        5.2.2 傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法規(guī)劃路徑的分析
    5.3 改進(jìn)后人工勢(shì)場(chǎng)法對(duì)手術(shù)路徑的規(guī)劃
        5.3.1 斥力場(chǎng)的改進(jìn)
        5.3.2 引力場(chǎng)的改進(jìn)
        5.3.3 改進(jìn)前后人工勢(shì)場(chǎng)法規(guī)劃效果對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3843639