基于可见光下双目视觉的手术导航研究与仿真

发布时间：2018-08-06 13:37

【摘要】：对手术导航系统的两个关键技术进行了研究.针对复杂背景下手术器械的运动跟踪问题,设计了一个带有圆形纹理图案的手术器械标识板,并基于颜色、饱和度以及纹理特征使用连续自适应均值漂移(CamShift)算法进行跟踪,其中纹理的提取应用了点样本估计的一致局部二值模式(LBP)算子.在此基础上,引入霍夫圆变换以克服目标丢失时需要重新初始化搜索窗口的问题,实现了全自动跟踪.针对手术探针在3维模型中的可视化问题,利用手术探针在患者坐标系的位置与在模型标记点坐标系的位置只相差一个比例因子的关系,将现实采集的手术探针位置通过坐标变换转换到术前重建的3维病灶模型所在的坐标系中.仿真实验表明:该系统简单、稳定,能满足外科手术导航精度的需求.
[Abstract]:Two key techniques of surgical navigation system are studied. Aiming at the motion tracking problem of surgical instruments in complex background, a surgical instrument marking board with circular texture pattern is designed. Based on color, saturation and texture features, a continuous adaptive mean shift (CamShift) algorithm is used to track the motion of surgical instruments. The texture extraction uses the uniform local binary pattern (LBP) operator of point sample estimation. On this basis, the Hoff circle transform is introduced to overcome the problem of reinitializing the search window when the target is lost, and the automatic tracking is realized. Aiming at the visualization of surgical probe in 3D model, the relationship between the position of surgical probe in patient coordinate system and the position in model marker coordinate system is only one factor different. The actual position of the surgical probe was transformed by coordinate transformation to the coordinate system of the 3D lesion model reconstructed before operation. The simulation results show that the system is simple, stable and can meet the need of surgical navigation accuracy.
【作者单位】： 华南师范大学计算机学院;
【基金】：国家863计划资助项目(2012AA021105)
【分类号】：R319;TP391.41

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本文编号：2167899