远程神经外科手术关键技术研究

123456aa · 发表于 2022-5-2 16:29:58

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开发远程神经外科手术系统可以增加发达省市对偏远地区的辐射和带动作用，提高医疗资源的利用率。本文首先分析了远程神经外科手术系统的整体结构，其次重点研究了与视频导航相关的技术，包括自动图像注册、超媒体传输以及基于增强现实的机器人手术规划和控制等，最后通过实验测试了系统的整体性能，并对实验结果进行了相关分析。第一，总结了机器人辅助手术的流程和特点，结合远程神经外科手术的特点，分析系统的物理和逻辑结构，提出了远程神经外科手术系统的模块构成和运行流程。第二，提出了一种基于可见光的病人头部标记点自动定位算法，该算法通过依次定位B类和A类标记并利用双目立体视觉技术，实现了头部标记点的自动定位；针对基于点对的图像注册方法，提出了一种自动完成两个坐标系下基准点匹配的方法。第三，阐述了远程超媒体（视频、语音和命令等）数据传输方法，针对视频传输，研究了JPEG图像压缩方法，设计了灵活的视频传输协议，使其可适应通信时延大、带宽不稳定、丢包多的情况；针对命令传输，设计了命令传输协议，在保证命令传输稳定性的同时，实现了本地和异地操作的同步。第四，针对通信大时延造成的机器人控制题目，研究了增强现实技术，实现了虚实机器人的融合，在此基础上完成了机器人的手术规划、手术模拟以及预测显示控制，提高了手术的安全性和稳定性。第五，设计实验测试了系统的整体功能，证明系统可以实现远程的脑立体定向手术，分析了系统的精度并提出了提高精度的策略。最后，总结了本文的研究成果和创新点，并分析了工作的不足，提出了下一步的研究方向。

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