本文關(guān)鍵詞：軟組織針穿刺變形測量及顯示系統(tǒng)研究

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【摘要】：本論文受自然科學(xué)基金項目(51165040)資助。 隨著軟組織針穿刺過程在臨床醫(yī)學(xué)手術(shù)中越來越多的應(yīng)用,對于穿刺手術(shù)的精度和成功率要求也不斷提高。軟組織針穿刺過程中軟組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)形變和穿刺針針尖軌跡變化,往往會影響穿刺過程的精度和有效性。因此建立一種軟組織針穿刺變形測量及顯示系統(tǒng)具有十分重要的意義。 首先,本文對軟組織針穿刺變形測量及顯示系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)搭建,從系統(tǒng)硬件平臺、系統(tǒng)標(biāo)定、穿刺針尖軌跡和軟組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維重建和顯示三個方面展開研究。系統(tǒng)采用電磁定位方式,并通過系統(tǒng)標(biāo)定對二維超聲圖像和穿刺針針尖到相應(yīng)位置電磁定位儀接收器的坐標(biāo)變換矩陣進(jìn)行了參數(shù)擬合求解；編寫程序?qū)浗M織針穿刺過程中穿刺針針尖軌跡和軟組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建和顯示,使系統(tǒng)達(dá)到較好的測量和顯示精度,直觀反映軟組織針穿刺過程中的軟組織變形和穿刺針針尖軌跡變化。 其次,針對軟組織針穿刺過程中發(fā)生的軟組織形變,提出基于二維超聲圖像的軟組織變形測量方法。利用超聲圖像進(jìn)行散斑跟蹤,采用絕對差值求和、歸一化互相關(guān)系數(shù)相結(jié)合作為相似性度量,對局部核心窗進(jìn)行塊匹配運算,計算二維超聲圖像位移場,實現(xiàn)軟組織針穿刺過程中對軟組織變形位移的定量計算。最后采用圖像補(bǔ)償和假體實驗對變形測量結(jié)果進(jìn)行驗證,分析其有效性和準(zhǔn)確性,并驗證了所提出的軟組織變形測量方法。 最后,基于軟組織針穿刺過程的三維有限元仿真模型,提出虛擬二維超聲圖像仿真算法,分析從三維有限元網(wǎng)格變形到二維虛擬超聲圖像變形的變形轉(zhuǎn)換過程,采用超聲圖像逆變換的方法提高圖像變形計算效率,并進(jìn)行圖像后處理融合穿刺針、超聲圖像人工噪聲、模糊的顯示效果。最后編寫程序?qū)崿F(xiàn)了適用于軟組織針穿刺虛擬手術(shù)訓(xùn)練平臺的二維虛擬超聲圖像仿真。
【關(guān)鍵詞】：軟組織針穿刺 變形測量 三維重建 虛擬超聲圖像
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 課題的研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-20
• 1.2.1 超聲圖像三維重建及顯示13-16
• 1.2.2 軟組織的變形測量16-18
• 1.2.3 虛擬超聲圖像18-20
• 1.3 課題的研究目標(biāo)及意義20-21
• 1.3.1 研究目標(biāo)20
• 1.3.2 研究意義20-21
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-25
• 第2章 變形測量及顯示系統(tǒng)搭建25-47
• 2.1 引言25
• 2.2 系統(tǒng)硬件平臺25-28
• 2.3 系統(tǒng)的標(biāo)定28-37
• 2.3.1 超聲探頭的標(biāo)定29-34
• 2.3.2 穿刺針針尖標(biāo)定34-37
• 2.4 穿刺針針尖軌跡和軟組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維重建和顯示37-45
• 2.4.1 離線的軟組織三維重建和顯示37-39
• 2.4.2 實時的針尖軌跡和軟組織三維重建和顯示39-42
• 2.4.3 程序設(shè)計42-45
• 2.5 本章小結(jié)45-47
• 第3章 基于二維超聲圖像的軟組織變形測量47-63
• 3.1 引言47-48
• 3.2 變形測量方法48-54
• 3.2.1 位移跟蹤的策略49-51
• 3.2.2 相似性度量51-52
• 3.2.3 超聲圖像的位移場52-54
• 3.3 變形測量的驗證54-62
• 3.3.1 圖像補(bǔ)償54-57
• 3.3.2 假體實驗57-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第4章 軟組織針穿刺過程的虛擬超聲圖像63-77
• 4.1 引言63-65
• 4.2 虛擬超聲圖像生成方法65-66
• 4.3 圖像變形計算66-73
• 4.3.1 變形過程66-67
• 4.3.2 變形的轉(zhuǎn)換67-70
• 4.3.3 點定位過程70-73
• 4.4 圖像后處理73-74
• 4.5 實驗結(jié)果74-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第5章 結(jié)論及展望77-79
• 5.1 總結(jié)77-78
• 5.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 附錄A85-91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫銀山;吳冬梅;杜志江;孫立寧;;Freehand 3維超聲重建算法綜述[J];中國圖象圖形學(xué)報;2010年11期

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本文編號：734027