數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，內(nèi)窺鏡已經(jīng)被廣泛用于疾病診斷，內(nèi)窺鏡可以為醫(yī)生提供人體內(nèi)臟組織圖像用于疾病的診斷。由于檢查時(shí)內(nèi)窺鏡探頭位于人體體內(nèi)，其在人體內(nèi)的位置和角度均不可見，醫(yī)生只能依據(jù)其采集到的圖像，憑借經(jīng)驗(yàn)判斷與圖像對(duì)應(yīng)的人體組織，這不僅造成了圖像識(shí)別的不便，而且容易產(chǎn)生誤判，因此，需要一種有效的內(nèi)窺鏡體內(nèi)實(shí)時(shí)定位技術(shù)。數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)是將醫(yī)學(xué)人體數(shù)據(jù)庫技術(shù)與內(nèi)窺鏡定位技術(shù)相結(jié)合的醫(yī)療輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用磁場(chǎng)定位原理，分別利用磁場(chǎng)傳感器和加速

2、度傳感器采集磁場(chǎng)和重力場(chǎng)信息，經(jīng)過信號(hào)處理，得到內(nèi)窺鏡探頭在人體內(nèi)部的位置和角度，并利用PC機(jī)將內(nèi)窺鏡探頭的虛擬圖像在數(shù)字人內(nèi)部再現(xiàn)，從而實(shí)時(shí)地顯示內(nèi)窺鏡在人體內(nèi)的位置和探測(cè)角度。
　　 本文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的定位原理和方案設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，對(duì)在實(shí)驗(yàn)室條件下的定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析。主要工作總結(jié)如下：⑴設(shè)計(jì)了數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)的整體方案和定位原理，系統(tǒng)采用磁場(chǎng)定位方式。在學(xué)習(xí)國內(nèi)外現(xiàn)有的磁場(chǎng)定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)

3、了角度定位和位置定位相互分離的定位方式和定位算法，大大降低了磁場(chǎng)定位算法的復(fù)雜性，提高了定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。相對(duì)于國內(nèi)外其他磁場(chǎng)定位方式，該定位系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定位原理上的獨(dú)創(chuàng)性，相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)國家發(fā)明專利；⑵設(shè)計(jì)并制作了系統(tǒng)定位實(shí)驗(yàn)所需的坐標(biāo)平臺(tái)，為實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)，提供了機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的測(cè)量和定位裝置。制作了系統(tǒng)硬件電路，包括傳感器電路板、微處理器電路板、串口、I2C接口等，利用VC語言編寫了具有人機(jī)交互界面的系統(tǒng)應(yīng)用程序，實(shí)