圖像導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)下的注冊(cè)技術(shù)研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文圖像導(dǎo)航圖像導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)手術(shù)系統(tǒng)下的注冊(cè)技術(shù)研究下的注冊(cè)技術(shù)研究ResearchonRegistrationTechnologiesinImageGuidedSurgerySystem學(xué)科專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程研究生：梁紅花指導(dǎo)教師：楊志永教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2016年12月I摘要本文以圖像導(dǎo)航前列腺粒子植入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)為研究背景，重點(diǎn)研究了術(shù)中病人與術(shù)前圖像的注冊(cè)技術(shù)。論文中提出了一種分兩步進(jìn)行的混合注冊(cè)的方法，第一

2、步運(yùn)用體表標(biāo)記點(diǎn)在圖像中和實(shí)際中的坐標(biāo)，完成初步注冊(cè)；第二步利用初始轉(zhuǎn)換矩陣和電磁接收器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)將針模型顯示在三維圖像空間，用三維模型針針尖獲得體內(nèi)解剖特征點(diǎn)在圖像中的坐標(biāo)，通過(guò)超聲圖像點(diǎn)計(jì)算體內(nèi)特征點(diǎn)實(shí)際中的坐標(biāo)，以體表標(biāo)記點(diǎn)和體內(nèi)解剖點(diǎn)共同完成注冊(cè)。首先推導(dǎo)了主元分析算法、基于四元數(shù)注冊(cè)算法以及最近點(diǎn)迭代算法，提出了一種主成分分析算法計(jì)算初始轉(zhuǎn)換矩陣，四元數(shù)注冊(cè)算法迭代收斂的最近點(diǎn)迭代算法。搭建了圖像導(dǎo)航前列腺粒子植入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)

3、，并利用激光跟蹤儀對(duì)電磁定位儀進(jìn)行精度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，引入標(biāo)定系數(shù)提高了電磁定位儀精度。其次，提出了一種基于體表點(diǎn)和解剖特征點(diǎn)共同注冊(cè)的方法。設(shè)計(jì)了粘貼體表標(biāo)記點(diǎn)及靶點(diǎn)的骨盆器官群注冊(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并掃描了模型CT圖像序列。使用電磁跟蹤探針獲得了體表標(biāo)記點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)；在三維圖像空間通過(guò)勾畫(huà)、重建、擬合獲得標(biāo)記點(diǎn)圖像坐標(biāo)。利用探頭標(biāo)定矩陣，計(jì)算超聲圖像上點(diǎn)在電磁定位儀發(fā)射器即病人空間的坐標(biāo)；圖像中實(shí)時(shí)跟蹤的探針三維模型針尖，獲得體內(nèi)解剖特征點(diǎn)的圖像坐