基于視頻圖像識別的自動穿刺進針機理的研究.pdf

1、針刺活檢與靶向治療技術是應用前景廣闊的微創(chuàng)傷醫(yī)療手段，而針刺軌跡難以準確控制是影響針刺效果的主要原因之一。針刺精度嚴重依賴操作者本身的技能，面對復雜的穿刺過程，即使是非常有經(jīng)驗的醫(yī)生，也很難保證成功。為此，本文提出一種基于病灶區(qū)域形狀特征分析的自動進針路徑規(guī)劃算法，從而探索基于智能圖像處理的靶向穿刺機器人自動進針路徑規(guī)劃的可能性。
　　 首先，為了能夠準確定位和識別病灶區(qū)域，本文利用改進的Snake模型對病灶部位的超聲醫(yī)學圖像進

2、行分割，得到病灶區(qū)域的輪廓。然后，通過對所得輪廓的凹凸性分析，對病灶區(qū)域的形狀特性進行描述，并將病灶區(qū)域劃分為若干子區(qū)域，最終將子區(qū)域中心作為穿刺靶點的候補，在保證穿刺效果的同時增加了穿刺目標點選擇的靈活性，為靶向穿刺目標的確定提供依據(jù)。最后，針對穿刺過程中可能存在的障礙物，探索符合穿刺特征的障礙物規(guī)避路徑規(guī)劃算法。由于本研究所涉及的障礙物為血管、神經(jīng)等重要組織，需要在進行障礙物規(guī)避的過程中與障礙物間保持一定的距離。另外，穿刺針可以調(diào)整

3、的角度也限制在一個較小的范圍內(nèi)，同時較大的角度調(diào)整會增加穿刺針對人體組織的傷害，增加患者的痛苦和穿刺的危險性，為此，傳統(tǒng)的以面向機器人導航的障礙物規(guī)避算法不能適用于穿刺進針路徑規(guī)劃。在此，本文提出一種S型雙弧線自動穿刺進針路徑規(guī)劃算法，其通過評價穿刺針、障礙物及靶向目標三者的相對位置關系，探索適合穿刺針進針特點的靶向穿刺進針路徑自動規(guī)劃所需的障礙物規(guī)避策略，提高穿刺進針路徑自動規(guī)劃的適用性，并最終將規(guī)劃好的路徑轉(zhuǎn)換為靶向穿刺機器人自動進