隨著前列腺癌發(fā)病率的增長(zhǎng)并且日趨年輕化,前列腺的早期診查被越發(fā)重視。在經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下的經(jīng)會(huì)陰前列腺穿刺活檢術(shù)中,醫(yī)生通過(guò)對(duì)經(jīng)直腸超聲（Transrectal Ultrasonography,TRUS）圖像中前列腺區(qū)域的觀察來(lái)確定相應(yīng)的穿刺目標(biāo)。由于TRUS成像質(zhì)量較差,前列腺邊緣模糊以及腫瘤與非腫瘤區(qū)域?qū)Ρ榷鹊?檢測(cè)前列腺癌的效果有限。該過(guò)程中醫(yī)生需要憑借經(jīng)驗(yàn)確定進(jìn)針路線,易受到干擾。考慮到核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）對(duì)軟組織的分辨率、對(duì)比度較高,可以較好地顯示前列腺內(nèi)外部的組織結(jié)構(gòu)。因此,本文通過(guò)將MR圖像信息配準(zhǔn)到術(shù)中TRUS圖像,輔助穿刺針進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)前列腺穿刺,以提高穿刺的準(zhǔn)確性和檢出率,減少進(jìn)針次數(shù)及術(shù)后并發(fā)癥。本文根據(jù)經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下的經(jīng)會(huì)陰前列腺穿刺活檢術(shù)中的醫(yī)學(xué)需求,對(duì)穿刺針進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和控制單元的設(shè)計(jì)以及逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解,結(jié)合術(shù)前圖像處理及配準(zhǔn)和術(shù)中引導(dǎo)穿刺所需的超聲探頭操作機(jī)構(gòu)、超聲設(shè)備等,構(gòu)建MR與TRUS圖像輔助前列腺穿刺系統(tǒng)。由于MR圖像信息配準(zhǔn)至術(shù)中TRUS圖像需要在輪廓提取和三維重建的基礎(chǔ)上展開。本文利用前... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

前列腺超聲圖像

前列腺是男性泌尿系統(tǒng)中的重要組成部分，但近年來(lái)隨著人們生活工作壓力的增大以及生活環(huán)境的惡化，前列腺癌發(fā)病率隨之增長(zhǎng)并且呈年輕化的趨勢(shì) 截至 2015 年底，中國(guó)前列腺癌每年新發(fā)病例達(dá) 6 萬(wàn)余例，死亡 2.6 萬(wàn)余例[1] 前列腺癌若能在早期或中期被診察發(fā)現(xiàn)，尚能獲取有效的診治[2] 但若在晚期發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生擴(kuò)散，治愈可能性將大大下降 因此前列腺早期檢查是發(fā)現(xiàn)并診治前列腺癌的必要條件，同時(shí)對(duì)手術(shù)成功率的提高也具有重大意義 目前，在幾種常用的前列腺癌早期檢查中，經(jīng)直腸超聲（TransrectUltrasonography, TRUS）引導(dǎo)的穿刺活檢由于其低成本 安全簡(jiǎn)便 具備實(shí)時(shí)性以及無(wú)輻射等特性，己成為前列腺癌診斷的金標(biāo)準(zhǔn)[3] 然而，由于 TRUS 成像質(zhì)量較差，信噪比低，前列腺邊緣模糊以及腫瘤與非腫瘤區(qū)域?qū)Ρ榷鹊停ㄈ鐖D 1-1 所示）利用 TRUS 來(lái)檢測(cè)前列腺癌的效果十分有限 在超聲引導(dǎo)下的穿刺活檢中，前列腺一般被分成 6 個(gè)或更多的相同體積的區(qū)域（ 6+X 方案），并從每個(gè)區(qū)域進(jìn)針獲得組織活檢[4] 但是該種方法下前列腺癌的檢出率僅為 30%[5] 因此，為提高前列腺癌檢出率， 6+X 方案被不斷改進(jìn)，臨床醫(yī)師隨之增加進(jìn)針次數(shù)，但同時(shí)也增加了并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[6]

圖 1-4 3D-TRUS 機(jī)器人輔助穿刺系統(tǒng)新加坡南洋理工大學(xué)的 Louis Phee 等人于 2005 年研制了一套二維超聲圖像導(dǎo)下的經(jīng)會(huì)陰前列腺穿刺活檢機(jī)器人系統(tǒng)[13]，如圖 1-5 所示 該系統(tǒng)包含超聲像設(shè)備 穿刺活檢機(jī)器人和計(jì)算機(jī)三個(gè)部分，該機(jī)器人由穿刺針驅(qū)動(dòng)模塊與超探頭驅(qū)動(dòng)模塊組成，前列腺超聲圖像在三維重建后作為穿刺針進(jìn)針路徑規(guī)劃的考，利用相關(guān)軟件在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn) 基本操作流程如下：將標(biāo)記物植入到目標(biāo)中采集一系列超聲圖像切片進(jìn)行三維重建，從而規(guī)劃穿刺路徑，最后由醫(yī)生手動(dòng)制穿刺機(jī)器人的進(jìn)針力度 角度和深度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]前列腺穿刺中國(guó)專家共識(shí)[J]. 高旭.  中華泌尿外科雜志. 2016 (04)
[2]基于光學(xué)定位系統(tǒng)的超聲探頭標(biāo)定方法[J]. 王秀芝,李凌,郭建.  中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2016(02)
[3]前列腺穿刺活檢的最佳途徑:經(jīng)會(huì)陰或經(jīng)直腸?[J]. 郭樂(lè)杭,徐輝雄.  腫瘤學(xué)雜志. 2016(01)
[4]基于計(jì)算機(jī)圖形處理與有限元仿真的前列腺穿刺變形模擬[J]. 王興繼,姜杉.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(02)
[5]前列腺癌診療的現(xiàn)狀與未來(lái)[J]. 梁朝朝,周駿,張力.  臨床泌尿外科雜志. 2014(08)
[6]基于各向異性擴(kuò)散的圖像降噪算法綜述[J]. 余錦華,汪源源.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]醫(yī)學(xué)圖像分割算法的評(píng)價(jià)方法[J]. 張石,董建威,佘黎煌.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2009(09)
[8]經(jīng)直腸穿刺注射藥物治療慢性前列腺炎的應(yīng)用解剖[J]. 程軍平,戴景興,關(guān)艷冰,洪輝文,梁慕蘭,許文華.  中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志. 2003(05)
[9]對(duì)影響MR圖像質(zhì)量因素的探討[J]. 楊剛,陳堤.  中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志. 1995(04)

博士論文
[1]基于三維超聲圖像的穿刺手術(shù)機(jī)器人輔助系統(tǒng)研究[D]. 孫銀山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]影像引導(dǎo)下計(jì)算機(jī)輔助介入手術(shù)導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 翟偉明.清華大學(xué) 2010

碩士論文
[1]前列腺穿刺引導(dǎo)中的醫(yī)學(xué)圖像處理研究[D]. 原宗良.復(fù)旦大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3033929