軟組織針穿刺變形測(cè)量及顯示系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著軟組織針穿刺過(guò)程在臨床醫(yī)學(xué)手術(shù)中越來(lái)越多的應(yīng)用，對(duì)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(guò)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(huì)影響穿刺過(guò)程的精度和有效性。因此建立一種軟組織針穿刺變形測(cè)量及顯示系統(tǒng)具有十分重要的意義。
　　首先，本文對(duì)軟組織針穿刺變形測(cè)量及顯示系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)搭建，從系統(tǒng)硬件平臺(tái)、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(gè)方面展開(kāi)研究。系統(tǒng)采用電磁定位方式，并通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定對(duì)

2、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(xiě)程序?qū)浗M織針穿刺過(guò)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(cè)量和顯示精度，直觀反映軟組織針穿刺過(guò)程中的軟組織變形和穿刺針針尖軌跡變化。
　　其次，針對(duì)軟組織針穿刺過(guò)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(cè)量方法。利用超聲圖像進(jìn)行散斑跟蹤，采用絕對(duì)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(duì)局

3、部核心窗進(jìn)行塊匹配運(yùn)算，計(jì)算二維超聲圖像位移場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)軟組織針穿刺過(guò)程中對(duì)軟組織變形位移的定量計(jì)算。最后采用圖像補(bǔ)償和假體實(shí)驗(yàn)對(duì)變形測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，分析其有效性和準(zhǔn)確性，并驗(yàn)證了所提出的軟組織變形測(cè)量方法。
　　最后，基于軟組織針穿刺過(guò)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(guò)程，采用超聲圖像逆變換的方法提高圖像變形計(jì)算效率，并進(jìn)行圖像后處理融合穿刺針、超聲圖像