超聲引導下的介入技術在多種疾病的治療中都有重要應用,作為微創(chuàng)手術的一種,其具有精度高、手術周期短、損傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點。但在實際手術過程中,該技術存在適用范圍限制,引導不能實時連續(xù),操作不夠靈活方便等問題,而現(xiàn)有的一些輔助超聲手術導航設備也存在占用空間大、移動不夠靈活、影響醫(yī)生操作等缺點。針對介入手術存在的問題以及現(xiàn)有設備的缺點,本文提出了一種新的機器視覺輔助超聲手術導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于雙目視覺定位技術,能夠準確實時的跟蹤定位手術器械,并將其空間位置信息與病灶的超聲圖像進行融合顯示。本文主要研究工作如下:首先,提出了將雙目視覺定位裝置安裝在超聲探頭上的設計思路,設計了完整的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),其中硬件系統(tǒng)包括雙目視覺定位裝置、帶標志物的手術器械、圖像工作站、超聲探頭標定裝置、超聲診斷儀等。其次,設計了一種條形碼式的標志物用于輔助定位手術器械,并提出了有效的標志物檢測與識別算法,能夠快速精準的提取標志物的特征點。另外,在“N”線模型的基礎上,設計了一種超聲探頭標定裝置,利用空間變換技術和基于羅德里格矩陣的參數求解方法,解決了手術導航系統(tǒng)中雙目視覺定位系統(tǒng)坐標系與超聲圖像坐標系之間的變換... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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導航技術也取得了較快的發(fā)展。復旦大學、上海交通大學、北京航空航天大學圳先進技術研究院、深圳安科公司等高等院校和研究機構也研制出了一些能夠床上進行使用的手術導航設備，典型的如上海復旦大學數字醫(yī)學中心開發(fā)的手航系統(tǒng) excel im-04，如圖 1-2。該系統(tǒng)能夠通過患者的 CT、MRI 等醫(yī)學圖像信建出人體的組織和病灶，然后通過紅外光學定位設備跟蹤定位手術器械，使醫(yī)以在重建的患者病灶圖像上制定手術計劃，進行手術模擬和實際手術操作。但手術導航設備的核心定位裝置采用的是 NDI 公司生產的 Polaris Spectra 紅外光位系統(tǒng)。經過查閱大量文獻資料，以及國家專利局與手術導航相關的專利文件前國內有關于光學定位手術導航技術的各項專利數量約為 80 件，其中又有部分些外觀設計，以及標定裝備、手術器械的設計專利，具有實際應用價值的整套導航系統(tǒng)設計數量不多，因此手術導航技術在國內還具有很大的發(fā)展空間。

5圖 2-1 手術導航系統(tǒng)組成醫(yī)學成像技術的發(fā)展與進步出現(xiàn)了許多種類醫(yī)療成像設備，如和超聲成像等。X 射線和 CT 都具有高輻射性，會對人體造成則具有安全可靠、成像速度快、價格低等優(yōu)點，因此在臨床超聲檢查（Ultrasonic，US）的本質原理是當超聲儀向人體內到達人體組織或器官的表面就會發(fā)生折射、反射以及衰減[7波發(fā)生變化。由于人體各種組織器官在結構、密度和形態(tài)等因此超聲波在人體內不同部位對于不同組織器官產生的反射和不同。外科手術醫(yī)生可以憑借超聲圖像中不同曲線、波形的

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]紅外手術導航儀關鍵技術研究[D]. 馬文娟.上海交通大學 2010

碩士論文
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[2]基于雙目視覺的圖像三維重建[D]. 馬林.山東大學 2008



本文編號：2972352