针穿刺误差预测与补偿技术研究

发布时间：2017-03-24 10:05

  本文关键词：针穿刺误差预测与补偿技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种微创手术,针穿刺由于具有微创伤、术后恢复快和并发症少等优点,而被广泛应用于临床实践。在化疗、外科诊断、治疗和实验研究等方面都需要穿刺针精确到达目标靶点。本文针对针穿刺实验的需要,对软组织样本进行了制备并对其组织性能进行测定,通过针穿刺实验过程对软组织形变和穿刺针的挠曲分别进行了研究。在软组织制备的过程中,通过不同配比的聚乙烯醇、二甲基亚砜和去离子水,研究制备了透明度较高和猪肝力学性能较为接近的PVA水凝胶,将其视为假体组织。为了测量软组织的形变和穿刺针的挠曲,搭建了实验用的针穿刺平台,穿刺实验的动力装置是由普爱纳米位移技术(上海)有限公司生产的精密运动平台提供,实验的图像采集系统是利用相机、镜头和背光源等组成。并在Labview软件下编写了针穿刺运动控制程序,在C++软件下编写了图像采集系统程序。搭建的运动系统能够满足对不同速度和位置的穿刺实验,图像采集系统能够清晰的采集针穿刺过程中的动态图片,并满足后期图片的处理要求。在针穿刺实验过程中,对采集的图形进行形态学处理。在图像形态学处理的过程中,主要采用了边缘检测算子,并对Robert、Soble和Log三种边缘检测算子进行了比较。并对检测后的图像进行膨胀、腐蚀、填充、桥接、去毛刺等运算。对软组织内部的标识物和穿刺针的针尖进行定量的提取。分析了针穿刺过程中软组织和穿刺针的动态变化过程。拟合了针穿刺过程中软组织变形和穿刺针挠曲的曲线,并分析了穿刺过程中针穿刺速度、穿刺深度和穿刺针型号对软组织形变和穿刺针挠曲的影响。
【关键词】：针穿刺 软组织 形态学 组织形变
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R245;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 研究背景和意义9-11
• 1.3 国内外研究进展11-16
• 1.3.1 国外研究进展11-14
• 1.3.2 国内研究进展14-16
• 1.4 本论文研究的主要内容16-17
• 1.5 文章章节安排17-19
• 第二章 假体软组织的制备和性能检测实验19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 假体软组织的选取19
• 2.3 PVA水凝胶的性能及制备原理19-21
• 2.4 PVA水凝胶制备实验21-27
• 2.4.1 实验仪器21-22
• 2.4.2 PVA水凝胶制备材料22-23
• 2.4.3 PVA水凝胶的制备过程23-26
• 2.4.4 内部含有珠子的PVA水凝胶制备26-27
• 第三章 针穿刺实验的硬件平台设计和软件的实现27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 针穿刺实验的运动系统设计27-30
• 3.2.1 运动平台的选型27-29
• 3.2.2 控制器的选型29
• 3.2.3 移动平台搭建29-30
• 3.3 针穿刺运动平台软件的实现30-33
• 3.3.1 针穿刺运动平台的整体要求和框架30-31
• 3.3.2 针穿刺运动平台的控制界面设计31-32
• 3.3.3 针穿刺移动平台操作流程图32-33
• 3.4 针穿刺实验的图像采集系统设计33-39
• 3.4.1 针穿刺图像采集系统的选型33-36
• 3.4.2 针穿刺图像采集系统的搭建36-37
• 3.4.3 针穿刺图像采集系统的控制界面37
• 3.4.4 针穿刺图像采集系统操作流程图37-38
• 3.4.5 针穿刺运动系统和图像采集系统搭建38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 针穿刺软组织形变和穿刺针挠曲研究40-64
• 4.1 引言40
• 4.2 图像形态学40-48
• 4.2.1 二值图像40-41
• 4.2.2 边缘检测算子41-45
• 4.2.3 图像的膨胀和腐蚀45-48
• 4.3 软组织变形48-55
• 4.3.1 软组织内标志物重心提取48-52
• 4.3.2 软组织内标识物重心误差补偿52-54
• 4.3.3 软组织内标识物位移图像重构与分析54-55
• 4.4 穿刺针挠曲55-63
• 4.4.1 穿刺针针尖位置坐标提取55-56
• 4.4.2 穿刺针针尖位置坐标误差补偿56-57
• 4.4.3 穿刺针的挠曲图像重构与分析57-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1 全文结论64
• 5.2 未来工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

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本文编号：265434