C形臂圖像校正與手術(shù)定位技術(shù)研究.pdf

1、基于C形臂X光機(jī)（簡(jiǎn)稱C形臂）圖像的手術(shù)導(dǎo)航是計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。影像增強(qiáng)器型C形臂具有成本低、使用廣泛的特點(diǎn)。但影像增強(qiáng)器會(huì)使C形臂存在不可避免的圖像失真，導(dǎo)致C臂圖像不能正確進(jìn)行空間定位及導(dǎo)航。針對(duì)基于影像增強(qiáng)器型C形臂圖像的手術(shù)導(dǎo)航中存在的問(wèn)題，本文研究了C形臂投影圖像的失真校正、C形臂成像模型標(biāo)定及利用C形臂進(jìn)行目標(biāo)的空間定位等方法，對(duì)C形臂手術(shù)導(dǎo)航實(shí)用化具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
　　 論文的主要

2、工作如下：
　　 首先，分析C形臂圖像失真成因，并模擬其失真類型。針對(duì)圖像失真校正，在利用全局校正法進(jìn)行校正的基礎(chǔ)上，提出采用移動(dòng)最小二乘法增加虛擬標(biāo)記點(diǎn)來(lái)提高校正精度，初步分析了該方法的可行性；提出小孔成像投影法建立理想模型并與等距法、相似法等建立理想模型的校正結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)合模型原理及其實(shí)驗(yàn)效果，最終選取小孔成像投影法方法實(shí)現(xiàn)理想模型的理想化，改進(jìn)了全局校正法的校正效果。
　　 其次，為實(shí)現(xiàn)理想模型的建立，本文針

3、對(duì)小孔成像投影模型設(shè)計(jì)了新型雙層校準(zhǔn)靶，針對(duì)投影圖像特征，提出用形態(tài)學(xué)方法處理圖像；在此基礎(chǔ)上，分析C形臂投影圖像的標(biāo)記點(diǎn)排列規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了對(duì)投影圖像中不同平面標(biāo)記物坐標(biāo)信息的自動(dòng)識(shí)別與提取，并對(duì)標(biāo)記點(diǎn)排序，使圖像點(diǎn)與空間點(diǎn)對(duì)應(yīng)。最后對(duì)不同角度的C形臂投影圖像進(jìn)行了坐標(biāo)提取實(shí)驗(yàn)，并與人工提取結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了提取技術(shù)的可靠性、精確性、時(shí)效性。
　　 再次，為實(shí)現(xiàn)空間定位，并為后續(xù)三維重建建立基礎(chǔ)，本文提出利用Tsai攝像機(jī)數(shù)學(xué)