隨著醫(yī)學(xué)影像和醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的交叉應(yīng)用,現(xiàn)代外科學(xué)逐漸從經(jīng)驗(yàn)化、描述化向定量化、精細(xì)化和個(gè)性化的方向發(fā)展。微創(chuàng)手術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)手術(shù)而言,具有切口小、創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、痛苦少的優(yōu)點(diǎn)。在微創(chuàng)手術(shù)中,三維重建的好壞決定了醫(yī)生診療的效率和準(zhǔn)確性。因此,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像的三維重建是醫(yī)療輔助診斷系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,也是醫(yī)療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。目前的醫(yī)學(xué)影像三維重建在微創(chuàng)手術(shù)診療過(guò)程中還存在以下問(wèn)題:(1)醫(yī)生的手術(shù)技巧是手術(shù)成功的關(guān)鍵因素,而微創(chuàng)手術(shù)規(guī)劃方式大多在二維圖像上進(jìn)行,無(wú)法獲取深度信息,可能會(huì)造成手術(shù)空間定位的不準(zhǔn)確。尤其是腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù),其過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,視覺(jué)反饋的不完整增加了醫(yī)生手術(shù)的困難程度。(2)利用slam獲取的是稀疏的點(diǎn)云圖,導(dǎo)致擬合的三維點(diǎn)云所得到的重建表面出現(xiàn)平面顛簸的現(xiàn)象。針對(duì)以上問(wèn)題,本課題建立可以應(yīng)用在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)的仿真系統(tǒng),主要解決醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)稠密三維重建。研究工作如下:(1)圖像預(yù)處理作為三維重建任務(wù)中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié),針對(duì)醫(yī)療影像中無(wú)法獲取深度信息,采用雙目?jī)?nèi)窺鏡獲取圖像,通過(guò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理,改善三維重建的系統(tǒng)準(zhǔn)確性。(2)針對(duì)稀疏點(diǎn)云會(huì)出現(xiàn)平面顛簸現(xiàn)象,本文研究立體匹配算法的選取過(guò)程,將合適的立體匹配算法擴(kuò)展到最先進(jìn)的orb-slam2中,對(duì)內(nèi)窺鏡視頻流進(jìn)行稠密的三維重建。通過(guò)以上改進(jìn),本文的三維重建精度較slam系統(tǒng)提升了2.5%,同時(shí)在像素匹配率上提升了7%。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本文改進(jìn)工作的有效性。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;R445
【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)圖

中北大學(xué)碩士學(xué)位論文 系統(tǒng)。本課題選擇 ORB-SLAM2 來(lái)對(duì)內(nèi)窺鏡視：2 使用 ORB 作為特征描述符，其對(duì)旋轉(zhuǎn)和縮放具和自動(dòng)曝光以及光照變化具有良好的不變性。到實(shí)時(shí)的目的，降低了對(duì)系統(tǒng)性能要求，在 CP統(tǒng)在更廣泛的基線上匹配功能。當(dāng)移動(dòng)距離很大強(qiáng)了 BA的準(zhǔn)確度。 具有立體視覺(jué)功能。因?yàn)樯疃炔荒軓膯文肯鄼C(jī)觀鏡環(huán)境下的深度信息不夠，可能會(huì)導(dǎo)致外科醫(yī)生引起操作錯(cuò)誤，從而危及患者的安全。通過(guò)使用決。

圖 2.2 OpenCV 的 ORB 特征點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果AM2 的立體視覺(jué)系統(tǒng)使用多個(gè)并行的線程:1)通過(guò)，將攝像機(jī)定位到每個(gè)幀的位置；2)本地映射來(lái)管 BA；3)循環(huán)閉合，檢測(cè)大環(huán)，并通過(guò)進(jìn)行 pose 圖姿態(tài)圖優(yōu)化后，啟動(dòng)第四個(gè)線程執(zhí)行完整的 BA，。

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本文編號(hào)：2820345