圖像導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)下的注冊技術(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)下的注冊技術(shù)研究下的注冊技術(shù)研究ResearchonRegistrationTechnologiesinImageGuidedSurgerySystem學(xué)科專業(yè)：機械工程研究生：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)機器人系統(tǒng)為研究背景，重點研究了術(shù)中病人與術(shù)前圖像的注冊技術(shù)。論文中提出了一種分兩步進(jìn)行的混合注冊的方法，第一

2、步運用體表標(biāo)記點在圖像中和實際中的坐標(biāo)，完成初步注冊；第二步利用初始轉(zhuǎn)換矩陣和電磁接收器實時數(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)解剖特征點在圖像中的坐標(biāo)，通過超聲圖像點計算體內(nèi)特征點實際中的坐標(biāo)，以體表標(biāo)記點和體內(nèi)解剖點共同完成注冊。首先推導(dǎo)了主元分析算法、基于四元數(shù)注冊算法以及最近點迭代算法，提出了一種主成分分析算法計算初始轉(zhuǎn)換矩陣，四元數(shù)注冊算法迭代收斂的最近點迭代算法。搭建了圖像導(dǎo)航前列腺粒子植入手術(shù)機器人系統(tǒng)

3、，并利用激光跟蹤儀對電磁定位儀進(jìn)行精度標(biāo)定實驗，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和解剖特征點共同注冊的方法。設(shè)計了粘貼體表標(biāo)記點及靶點的骨盆器官群注冊實驗?zāi)Ｐ停呙枇四Ｐ虲T圖像序列。使用電磁跟蹤探針獲得了體表標(biāo)記點實際坐標(biāo)；在三維圖像空間通過勾畫、重建、擬合獲得標(biāo)記點圖像坐標(biāo)。利用探頭標(biāo)定矩陣，計算超聲圖像上點在電磁定位儀發(fā)射器即病人空間的坐標(biāo)；圖像中實時跟蹤的探針三維模型針尖，獲得體內(nèi)解剖特征點的圖像坐