發(fā)布時間：2021-01-18 02:54

　　復雜型先天性心臟病是一種常見且對幼兒健康危害最大的先天性缺陷之一。早期的矯治手術是治療復雜先心病的唯一有效手段。即便如此,當前國內外的復雜先心病矯治術后的死亡率與致殘率依然較高。其主要原因在于手術術野較小,術中難以辨識心臟內部及周圍的畸形病灶。盡管目前有血管造影成像技術,但實際在術中開胸裸露出心臟后,心臟及其周圍血管的解剖結構已與術前的影像有所不同,導致醫(yī)生難以將術前的影像與術中實際的解剖結構對應起來。因此,當前先心病手術主要依賴主刀醫(yī)生的臨床經(jīng)驗和醫(yī)學影像的指導,造成手術過程操作復雜,病灶定位精度低、手術效率差等問題。為了解決先心病畸形病灶矯治手術所遇到的問題,本文結合電磁導航與增強現(xiàn)實技術,設計了一套針對先心病畸形病灶的手術導航系統(tǒng),輔助醫(yī)生實現(xiàn)病灶的精準辨識與定位�；谠撓到y(tǒng),本文分別對其工作流程中的相關技術展開了具體研究。本文的研究內容如下:（1）自主設計先心病電磁手術導航系統(tǒng)。本文為了實現(xiàn)畸形病灶定位的目標,設計并研發(fā)了一套醫(yī)學圖像處理、三維可視化、開胸切口規(guī)劃、電磁標記點提取、手術注冊、手術器械實時追蹤,以及內窺鏡增強現(xiàn)實等多功能于一體的手術導航系統(tǒng)。（2）基于術前圖像的開... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一名患兒的心臟解剖結構

13標方向和有效范圍，以及兩種傳感器的坐標方向。圖2-2 磁場發(fā)射器和傳感器的坐標系示意圖。2.2.2 電磁導航手術平臺及標記點設計為了方便地構建手術空間以及完成良好的手術注冊，本文設計了一個適用于先心病手術平臺。手術平臺采用美國達索系統(tǒng)公司出品的SolidWorks軟件進行設計，如圖2-3所示，其外觀是由360mm×285mm×150mm的立方體進行切除所得到深度為100mm的U型槽。平臺的底部設計了長為20mm，寬為8mm，深度為8mm的立方體凹槽，其目的是嵌入Model800型電磁傳感器，以此作為手術空間的原點和坐標方向。同時，平臺上還設計了28個直徑為18mm的圓孔

華南理工大學碩士學位論文14圖2-3 手術平臺設計圖本系統(tǒng)所使用的手術注冊方式是基于粘貼式標記點的注冊方式，目前大多數(shù)主流的光學手術導航系統(tǒng)都是以該類標記點完成手術注冊。以Medtronic公司的StealthStation手術導航系統(tǒng)為例[47]，在進行注冊時，醫(yī)生需要使用手術導航配套的工具點選標記點的中心以獲取手術空間下的三維坐標，并在圖像空間中以相同順序選取對應的標記點中心坐標，最后依靠注冊算法完成手術注冊。受此啟發(fā)，本文在課題組前期光學標記點的研究基礎上[48]，設計了用于電磁導航的標記點，如圖2-4所示。標記點具有軸對稱幾何結構，分為上下兩部分，上面是直徑為6mm的支柱結構，中間鉆了直徑1.5mm

【參考文獻】：
期刊論文
[1]手術導航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 裴大婷,黃德群,陳軍,張佳泳.  臨床醫(yī)學工程. 2017(09)
[2]《中國心血管病報告2016》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風,楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽.  中國循環(huán)雜志. 2017(06)
[3]GDCM開源庫用于臨床DICOM數(shù)據(jù)的問題及其解決方法[J]. 陳志軍,胡慶茂,劉嘉,杜曉華.  北京生物醫(yī)學工程. 2009 (06)
[4]一種輔助腹腔鏡手術機器人圖像導航的穿刺孔定位方法[J]. 張立勛,董九志,鄒戈,趙國文,于凌濤.  中國機械工程. 2009(05)
[5]基于監(jiān)視器的雙目立體視覺的立體效果[J]. 朱慶生,劉然,楊珺,許小艷.  同濟大學學報(自然科學版). 2007(11)
[6]機械臂定位外科手術輔助導航系統(tǒng)[J]. 郝穎明,王洪光,朱楓,趙明揚,曲艷麗,隋春平.  儀器儀表學報. 2006(06)
[7]醫(yī)用電子內窺鏡成像系統(tǒng)的研制[J]. 陳曉冬,郁道銀,宋玲玲,劉琳波.  儀器儀表學報. 2005(10)
[8]先天性右位心的診斷和外科治療:16例臨床分析[J]. 冀亞琦,孫培吾,張希,王治平,鐘佛添,羅紅鶴.  中山醫(yī)科大學學報. 2002(05)

博士論文
[1]光學手術導航引導的肝癌消融精準定位和穿刺方法研究[D]. 林欽永.華南理工大學 2016
[2]手持式增強現(xiàn)實神經(jīng)導航關鍵技術研究及其系統(tǒng)建立[D]. 鄧薇薇.復旦大學 2014
[3]基于棱鏡的醫(yī)用內窺鏡輔助診斷系統(tǒng)研究[D]. 崔笑宇.東北大學 2012
[4]神經(jīng)導航誤差分析與提高空間配準精度的研究[D]. 王滿寧.復旦大學 2010

碩士論文
[1]射頻消融光學導航標記點匹配與三維可視化的研究[D]. 寧海.華南理工大學 2013
[2]基于GPU的醫(yī)學圖像體繪制技術研究[D]. 岑梓源.華南理工大學 2013
[3]手術導航中三維定位系統(tǒng)的研究[D]. 王杉杉.中南民族大學 2012
[4]腹腔鏡手術電磁定位系統(tǒng)初步研究[D]. 劉菊.重慶大學 2012
[5]基于VTK的醫(yī)學圖像三維重建技術研究與實現(xiàn)[D]. 閆艷紅.武漢理工大學 2012
[6]電磁定位系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[D]. 師曉宙.天津大學 2012
[7]計算機輔助微創(chuàng)心臟外科手術導航系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 羅哲.上海交通大學 2010
[8]基于VTK實現(xiàn)二維醫(yī)學圖像的三維可視化系統(tǒng)[D]. 艾婷.東北師范大學 2008
[9]IGS系統(tǒng)注冊導航和術前計劃問題的研究[D]. 白晶.清華大學 2007



本文編號：2984126