基于雙目視覺手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中圖像配準(zhǔn)的研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助外科是近年來新興的一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、圖像處理技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)及外科技術(shù)與一體的交叉學(xué)科。它可以幫助醫(yī)生對(duì)患者所患病情進(jìn)行精確診斷。在計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)中，圖像配準(zhǔn)是至關(guān)重要的一個(gè)問題。醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)是指對(duì)于一幅圖像尋求一種或一系列空間變換，使它與另一幅醫(yī)學(xué)圖像上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)達(dá)到空間上的配準(zhǔn)，這種配準(zhǔn)是指人體上的同一解剖點(diǎn)在兩張配準(zhǔn)圖像上有相同的空間位置。配準(zhǔn)的結(jié)果應(yīng)使兩幅圖像上所有的解剖點(diǎn)，或至少是所有具有診斷意義的點(diǎn)

2、及手術(shù)感興趣的點(diǎn)都達(dá)到配準(zhǔn)。術(shù)前和術(shù)中獲得的圖像間的配準(zhǔn)能夠給治療提供實(shí)時(shí)信息，術(shù)中兩個(gè)攝像機(jī)圖像的配準(zhǔn)用于確定特征點(diǎn)的正確位置，計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航，配準(zhǔn)得越一致，系統(tǒng)的精度就會(huì)越高。 本文討論了基于雙目視覺的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)和攝像機(jī)模型與標(biāo)定，介紹了醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)技術(shù)的背景、發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)的概念、原理以及配準(zhǔn)流程，對(duì)圖像配準(zhǔn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，討論了各種方法的適用性、優(yōu)點(diǎn)和不足之處，給出了圖像特征提取的幾種方法。著重

3、研究了基于雙目視覺的手術(shù)導(dǎo)航中雙目視覺的配準(zhǔn)和術(shù)前術(shù)中圖像的配準(zhǔn)方法等問題，并給出了具體的算法。 本文采用基于特征的配準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)手術(shù)導(dǎo)航中圖像的配準(zhǔn)。用VC++和Matlab開發(fā)了手術(shù)導(dǎo)航軟件系統(tǒng)，對(duì)采集的帶有標(biāo)志點(diǎn)的圖像，經(jīng)過圖像預(yù)處理，獲得標(biāo)志點(diǎn)的形心坐標(biāo)，進(jìn)行配準(zhǔn)計(jì)算。在雙目視覺的配準(zhǔn)算法中，采用了順序約束+距離測(cè)度約束實(shí)現(xiàn)了雙目視覺立體點(diǎn)的配準(zhǔn)。在術(shù)前術(shù)中圖像配準(zhǔn)中，利用識(shí)別出的標(biāo)志點(diǎn)形心坐標(biāo)值，計(jì)算標(biāo)志點(diǎn)的多維距離向量