基于图像的机器人肝癌热消融手术术前规划系统的开发与研究

发布时间：2017-08-21 14:37

  本文关键词：基于图像的机器人肝癌热消融手术术前规划系统的开发与研究

  更多相关文章： 机器人手术规划系统 VTK 图像分割 三维重建

【摘要】：肝癌是一种死亡率较高的疾病,热消融技术是临床上治疗肝癌的一种手段。然而传统的肝癌热消融穿刺手术只对直径较小的肿瘤有治疗效果,并且传统的手术方式对医生自身的经验要求较高。为了克服这些限制热消融技术应用的不足,构建机器人肝癌热消融手术系统是一个有效的解决方案。术前规划系统是机器人肝癌热消融手术系统的重要组成部分。本文选取机器人肝癌热消融手术系统的术前规划系统作为研究对象,详细探讨了术前规划系统的工作流程及需要使用到的图像处理相关技术。论文分析对比了不同的图像分割算法和三维重建算法在实际环境下的效果,藉此选取了适合本文所述的术前规划系统的图像分割算法与三维重建算法。本文提出了一种适合机器人肝癌热消融系统的手术路径规划算法。基于上述图像处理技术与手术路径规划算法,本文开发了一套可以满足实际需求的机器人肝癌热消融手术术前规划系统。本文所述的术前规划系统满足了实际需求,只需要和医生进行少量的交互操作即可规划出较好的手术路径。此外,术前规划系统还实现了多角度的CT浏览,图像分割,图像重建等功能以提高医生的工作效率。
【关键词】：机器人手术规划系统 VTK 图像分割 三维重建
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R735.7;TP242;TP391.41
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景及意义7-9
• 1.1.1 肝癌与热消融手术简介7
• 1.1.2 机器人辅助手术系统简介7-8
• 1.1.3 现有系统的不足8
• 1.1.4 系统设计与开发的意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9
• 1.3 系统工作流程9-10
• 1.4 论文主要内容10
• 1.5 论文组织结构10-11
• 第二章 图像处理技术11-27
• 2.1 DICOM图像格式11-13
• 2.1.1 DICOM文件结构11-12
• 2.1.2 窗位与窗宽12-13
• 2.2 图像预处理13-15
• 2.3 图像分割15-22
• 2.3.1 阈值分割法16
• 2.3.2 区域生长法16-17
• 2.3.3 SNAKE模型17-18
• 2.3.4 水平集方法18-19
• 2.3.5 三维水平集方法19-22
• 2.4 三维重建22-27
• 2.4.1 移动立方体算法22-25
• 2.4.2 光线投射算法25-27
• 第三章 手术路径规划27-33
• 3.1 手术路径规划目标27
• 3.2 最优穿刺模型设计27-30
• 3.3 皮肤穿刺点选择30-33
• 第四章 系统设计33-47
• 4.1 系统开发平台及相关组件33-36
• 4.1.1 Microsoft Visual studio33
• 4.1.2 可视化工具包33-35
• 4.1.3 GDCM简介35
• 4.1.4 QT简介35-36
• 4.2 系统功能模块设计36-47
• 4.2.1 界面控制模块设计38
• 4.2.2 CT浏览模块设计38-40
• 4.2.3 图像分割模块设计40-41
• 4.2.4 图像重建模块设计41-43
• 4.2.5 手术路径规划模块设计43-45
• 4.2.6 辅助模块设计45-47
• 第五章 总结与展望47-48
• 5.1 全文总结47
• 5.2 后续的工作47-48
• 参考文献48-50
• 在学期间的研究成果50-51
• 致谢51

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本文编号：713490