脑外科数字图像引导与无框定位

脑外科数字图像引导与无框定位

一、数字化图像导引与无框架定位脑手术(论文文献综述)

李倩倩[1](2020)在《正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划》文中指出手术机器人发展至今已经有近四十年历史。然而长期以来,受到技术、伦理、制度等各种因素限制,手术机器人的自主作业能力及其在临床应用领域的推广一直发展缓慢。另一方面,在医学临床领域,口腔颅颌面外科一直是数字化外科技术应用的先驱和领军力量,尤其是手术方案较为量化的正颌外科,已经广泛实现了计算机辅助设计和手术导航等数字化技术在临床上的推广应用。引入机器人技术来解决数字化设计在术中的执行问题,成为数字化正颌外科手术当前的迫切需求。本文结合正颌外科手术现有基础和临床需求,搭建了一套基于图像引导的任务自主型正颌手术机器人系统,并设计了机器人辅助正颌手术的工作流程,以提高系统精准性、安全性和自主作业能力为研究目标,针对基于术前设计数据的导航定位和轨迹规划方法开展了深入研究。本文先后在山东大学交叉学科、国家重点实验室基金、国家重点研发计划等项目的资助下,完成了以下研究内容:(1)正颌手术机器人系统设计和集成。在手术机器人系统的研发过程中,系统集成是工程技术领域需要解决的重点问题。本文首先在充分分析正颌手术临床需求基础上,通过解决多源三维影像配准、手眼标定、工具标定、数据传输等系统集成的关键问题,基于手术设计软件、三维影像导航装置和轻量化的六自由度机械臂,集成了正颌手术机器人实验系统平台;然后,结合现有的数字化正颌手术临床基础和机器人作业特点,设计规划了机器人辅助正颌手术的临床实施流程,并将机器人辅助截骨和辅助上颌骨就位两项任务作为本文研究的重点。(2)基于多尺度测量的正颌手术机器人导航方法。光学定位导航是目前手术导航的主流技术,其中基于红外光线的双目立体导航设备凭借实时性高、视场范围大等优势,已经被广泛应用于临床外科的多个领域。但由于正颌手术术区狭窄、目标体积和移动幅度都较小,仅依靠红外导航相机难以实现术区内解剖结构的定位和跟踪。针对这一应用难点,本文在红外导航系统基础上,提出引入基于灰度图像和三维数字图像相关算法(3D-DIC)的高精度测量方法,并结合正颌手术的实际应用需求,对原有3D-DIC系统的实时性和鲁棒性进行了优化,实现了术区范围内局部组织的定位跟踪。(3)基于非对称模板的术前-术中三维影像配准算法。目前,临床上多采取术前在病人体内植入标记点的方式来确保术前-术中三维影像配准的精确性。标记点的识别精度成为限制配准精度的主要因素。针对这一问题,本文提出了一种基于非对称模板的图像匹配算法,通过改进的区域生长算法将术前CT影像中的初始配准点扩散为局部点云数据,借助局部点云对配准结果进一步迭代优化,最终实现更加精确的术前-术中三维影像配准。实验环节中,本文通过一组随机噪声实验证明了改进后的算法能够显着提高术前-术中影像配准的精确性和鲁棒性,从而有效提升正颌手术机器人的系统精度。(4)基于视觉-力觉信息融合的正颌手术机器人末端碰撞位置检测算法。由于正颌手术术区暴露范围小,术区深部解剖结构复杂,机器人按照术前规划及导航信息把持上颌骨运动过程中,无法完全依靠视觉传感器检测到组织牵拉和碰撞等造成的就位障碍。针对这一问题,本文借助机械臂腕部安装的六维力传感器提出了一种基于视觉导航数据和力觉信息相结合的碰撞位置检测方法。改进后的算法不用依靠几何约束就能够实现复杂区域的碰撞位置检测,且实验结果证明,检测精度不受碰撞物体形状和碰撞部位的影响,能够满足正颌手术的临床需求,为提高正颌手术机器人的智能感知和自主作业能力奠定了基础。(5)基于术前三维影像设计数据的机器人辅助激光截骨轨迹规划方法。上颌骨截骨是正颌手术的核心步骤,但传统手术往往难以在术中精确复现术前设计的截骨路径。针对这个问题,本文设计了一套机器人辅助水激光截骨系统,结合术前手术设计方案和水激光截骨工具的特性,基于三次样条差值拟合方法完成了机器人末端工具在空间中的轨迹规划,并将规划轨迹映射到关节空间,分析了其连续性。此外,针对激光截骨刀这种非接触式的手术器械,设计了专门的标定辅助工具,建立了机器人辅助激光截骨系统的工具标定方法,提高了系统的整体精度。

张富程,高凯,姜茂敏[2](2020)在《医疗卫生领域人工智能的研究热点及发展趋势研究》文中认为目的搜集和分析医疗卫生领域人工智能研究的相关文献,并对文献进行可视化分析,生成相关知识图谱,通过对知识图谱的分析,得出目前我国医疗卫生领域人工智能研究的热点与未来该领域研究趋势和发展方向的预测,为该领域专家学者的深入研究提供借鉴与参考。方法运用知识图谱可视化和文献分析方法,对国内医疗领域人工智能研究的起源和发展,研究热点及未来研究趋势进行对比和可视化分析。结果从发文数量来看,医疗卫生领域人工智能相关文献年发文数量呈上升趋势,并在2017年之后增幅较大。从文献内容上看,在研究的"起步阶段",研究内容较为简单,应用面比较窄,主要集中在药物分析和婚前医学检查;在"发展阶段",研究内容逐渐丰富,大数据开始应用到医疗卫生领域,机器人开始应用到手术当中;在"成长阶段",研究内容分布于医疗卫生的大部分领域,研究内容丰富,在神经网络、计算机辅助诊断、核共振成像、智慧医疗等领域有了进一步的研究。结论通过分析可知,未来将围绕人工智能技术应用在计算机辅助诊断、新药挖掘、健康管理、智能可穿戴设备、医学影像等方向来开展研究。

叶苗苗[3](2020)在《大脑枕颞沟计算断层影像解剖学及三维可视化研究》文中指出研究背景:近几年来,各医疗系统引进最新的科学技术手段,为临床疾病的诊断和治疗提供帮助,以推进医疗健康事业的发展及攻克疾病难题的研究进程。脑立体定向神经显微外科,脑磁共振成像技术,功能与弥散加权磁共振成像,计算机辅助诊断,三维立体定向等技术不仅受到各医学界的重视和广泛运用,这种先进性和非侵入性的检测手段深受欢迎。此技术为研究脑组织损伤后出现的行为,认知,情感等功能性障碍疾病的治疗提供技术支持,同时作为神经外科疾病的鉴别诊断标准之一,立体定向,微创技术贯穿整个治疗及手术过程。枕颞沟(occipitotemporal sulcus,OS)位于大脑颞叶内侧面,与其内侧的侧副沟,外侧沟,半球边缘呈平行关系,将枕颞内侧回与枕颞外侧回分隔开,枕颞沟在颞叶上呈前后方向走行,其路径为先变宽后变窄,之后一直延伸入枕叶。枕颞沟周围有许多重要的皮质功能区,如位于距状沟上,下周围皮质的视觉区域,位于颞上回后部的听觉性语言中枢,位于颞横回周围皮质的听觉区域,大脑中动脉和大脑后动脉主要负责颞叶,钩回,海马,梭状回等结构的血液供应。枕颞沟周围存在较多重要脑组织结构,如负责人类学习和记忆,生活中短期记忆储存的海马区域,侧脑室及伸至颞叶深部狭细侧脑室下角和控制人体自主运动的,参与人类高级认知活动的重要基底核。此区域也是异常或病变的好发处,如颞叶癫痫,肿瘤,炎症,血管性病变等疾病。因此,枕颞沟在横,冠,矢状面上的准确识别,立体定向诊断是为颞叶区域病变微创神经外科手术提供解剖影像学资料依据。本实验通过收集30例正常成人大脑MRI图像,以大脑AC-PC连线中点作为原点,建立笛卡尔三维坐标系,获得横,冠,矢状面T1W1图像。研究枕颞沟在大脑中的形态学规律和重要脑组织的空间位置关系。测量得出枕颞沟立体定位数据集,并利用计算机得出其投影及平面回归方程分析。最后通过3D-Doctor软件,对枕颞沟及其周围结构进行图像分割,重建与修复,给出枕颞沟在活体大脑中的三维可视化模型。为枕颞沟周围颞叶区域手术提供临床影像学,精准放疗,立体定向解剖学数字化资料。第一部分大脑枕颞沟的MRI形态学研究目的:通过探讨以AC-PC线作为扫描基准的大脑薄层MRI图像,认识研究枕颞沟在横,冠,矢状面形态学上存在的差异性和规律性。方法:选定30例健康青壮年,分别为15例女性,15例男性。以AC-PC线为基准线,连续扫描MRI T1W1图像,设定厚度为2mm,扫描过程中保证头颅定。所得横,冠,矢状面MRI成像数据结果,以Dicom3.0格式保存并导入e Film2.1工作站,在“3D-Cursor”软件中观察枕颞沟在横,冠,矢状面位置变化及连续形态学特征。结果:准确识别出枕颞沟在薄层T1MR连续层面的结构,获得枕颞沟的形态学规律及位置变化。结论:大脑枕颞沟在横断面易于识别,其与大脑半球边缘平行,其为前后方向走行,后方一直延伸至枕叶,是枕颞内侧回和枕颞外侧回的分界。主要分为“波浪”型,“()”型,“3”型。采用“3D-Cursor”和“连续追踪”技术的联合使用识别枕颞沟,其在横,冠,矢状面形态各异。为颞叶疾病及枕颞沟手术入路途径提供解剖学依据。第二部分大脑枕颞沟内侧缘的立体定位数据集的建立及平面回归分析目的:建立基于大脑连合间径(AC-PC)定位体系中的枕颞沟立体定位数据集及其平面投影回归方程。方法:将扫描所得30例健康青壮年颅脑冠状面MRI数据,导入Photoshop CS软件包,经图像配准后,以AC-PC连线的中点作为三维空间坐标原点,建立笛卡尔三维立体坐标系,测量并读取枕颞沟冠状面最内侧缘X,Y,Z坐标值,做好记录。对所测数据利用Excel进行汇总,处理,绘制出枕颞沟内侧缘的投影散点图,并利用SPSS 22.0对数据进行统计分析,得出枕颞沟内侧缘的空间拟合曲线平面回归方程。结果:完成枕颞沟内侧缘立体定位数据集的建立,以及其在横,冠,矢状面的投影分布图和回归方程。结论:为枕颞沟周围区域病灶的定位提供了精确的解剖学基础,对颞叶功能研究及颞叶区域疾病的影像学定位诊断,微创化颅脑手术和立体定向神经外科具有重要的价值。第三部分大脑枕颞沟内侧缘的三维重建与可视化目的:通过构建健康成人活体MRI图像的大脑枕颞沟三维可视化,了解枕颞沟的空间位置关系,解剖学结构特点,以及立体定向微创手术的应用。方法:选择1例健康成年女性颅脑薄层MRI扫描数据,导入3D-Doctor软件中,采用手工分割的方法对大脑枕颞沟及其周围的侧脑室,大脑纵列等结构进行操作,大脑外表轮廓进行三维重建,再采用不同颜色标记。结果:成功构建大脑枕颞沟及其相邻重要脑组织结构的三维可视化模型。结论:通过枕颞沟三维可视化模型的构建,便于从立体角度分析其与周围脑组织结构在空间上的位置关系,有助于该区域病变的辅助治疗以及手术方案的制定。为临床手术减小风险,提高治愈率。

阮琦[4](2020)在《颅脑三维重建与空间配准算法研究》文中进行了进一步梳理经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)是一种针对脑相关疾病的物理治疗方法。该技术由于治疗效果显着,具有无创、选择性刺激等优点,近年来被越来越广泛地应用在临床治疗中。在TMS治疗中,外部刺激点的空间定位是确保治疗安全有效的必要环节,然而现有的定位系统依赖于头部佩戴辅助定位器和人工手动配准,这在一定程度上增加了操作复杂度,降低了治疗体验,限制了治疗的灵活性。为解决这些缺点,本文重点研究颅脑三维重建与空间配准算法,并设计了一种基于视觉的、无需标记点的新型刺激点空间定位系统。针对TMS治疗内容和设计目标,本文设计了一种刺激点空间定位系统方案。在对传统定位方式的特点及局限性进行深入调研的基础上,开展了系统的需求分析,包括重建、配准等功能要求,以及定位精度、实时性等性能要求,并在此基础上设计了刺激点空间定位系统的总体方案,包括设计原理、数学模型、算法模块和硬件标定等。为了实现刺激点的实时空间定位,本文研究了一种基于二维和三维人脸特征点的空间配准方法。针对用于配准的三维基准建立,本文结合Haar-like特征和Adaboost算法从单张人脸图像中检测出人脸区域,利用局部约束模型在区域中检测出人脸特征点,并通过拟合三维可变模型对人脸进行了有效重建。同时,采用移动立方体算法分别重建出MRI数据中的大脑和头皮模型,并针对模型点云数量庞大和表面形态粗糙等问题,利用基于二次误差测度的网格简化和拉普拉斯网格平滑算法完成了三维大脑和头皮的平滑重建,在此基础上,通过三维头皮和大脑的位置配准并采用快速最近邻算法确定了头皮上距离颅内点最近的预选刺激点。在模型重建后,本文研究了Spin Image特征模板和曲率相结合的三维人脸特征点定位方法,通过人脸和头皮特征点的对齐实现了两者的空间配准,并基于视频流中的彩色图像和优化后的深度图像,通过计算头部位置和姿态实现了外部刺激点在相机坐标系下的实时空间定位。本文还搭建了刺激点空间定位系统实验平台,通过引入电磁定位系统,验证了刺激点空间定位精度和定位实时性,并基于Qt Creator平台设计了上位机软件,实现了配准和定位过程的可视化。

陈泉林[5](2019)在《应用计算机辅助动态导航技术进行种植外科手术的精度研究》文中认为目的本研究利用计算机辅助动态导航系统进行种植外科手术,拟探索动态导航技术在口腔种植手术中的应用精度,对上下颌、前牙区与后牙区、是否翻瓣的手术精度进行比较,讨论分析动态导航技术精度的影响因素和提升方法,为提高种植外科手术的精度提供理论依据。方法选取2017年6月至2018年12月期间在烟台市口腔医院接受计算机辅助动态导航种植外科手术的病例31例,共46枚种植体。术前佩戴合适的U型管拍摄CBCT,制取数字化印模,利用计算机辅助实时导航软件完成术前种植方案规划。在实时导航引导下完成种植体植入,术后拍摄CBCT获取种植体三维位置。将术前种植方案及术后CBCT文件导入动态导航口腔种植手术精度验证系统进行配准,对每个种植体肩部距离、根方距离和轴向角度误差进行测量。所得数据应用SPSS22.0软件进行统计学分析,各组数据均以(均数±标准差)表示,各组间测量值对比采用独立样本t检验,检验水准α=0.05,P<0.05被认为有显着性差异。结果1.46枚种植体总体颈部距离误差为0.61±0.17mm(0.35~0.98mm),根方距离误差为0.73±0.15mm(0.50~0.99mm),轴向角度误差为(3.32±1.55)°(0.43°~6.66°)。2.动态导航种植手术上下颌精度对比分析,两组颈部距离误差分别为0.59±0.16mm和0.63±0.19mm,根方距离误差分别为0.75±0.14mm和0.70±0.18mm,轴向角度误差分别为(3.46±1.80)°和(3.07±1.12)°,两组数据在颈部距离误差、根方距离误差、轴向角度误差之间均无统计学意义(P>0.05)。3.动态导航种植手术前牙区与后牙区精度对比分析,两组颈部距离误差分别为0.60±0.21mm 和 0.60±0.16mm,根方距离误差分别为 0.72±0.16mm 和 0.72±0.15mm,轴向角度误差分别为(3.28±1.85)°和(3.28±1.31)°,两组数据在颈部距离误差、根方距离误差、轴向角度误差之间均无统计学意义(P>0.05)。4.动态导航种植手术翻瓣和不翻瓣两组结果显示,颈部距离误差分别为0.68±0.17和0.55±0.15mm,根方距离误差分别为0.81±0.15mm和0.67±0.12mm,轴向角度误差分别为(3.29±1.65)°和(3.35±1.58)°,两组数据在颈部距离误差、根方距离误差、轴向角度误差之间均无统计学意义(P>0.05)。结论1.计算机辅助实时导航系统引导的种植外科手术存在误差,各项误差在可允许的范围内,可广泛应用于术前流程规划、术中手术引导、术后精度分析等各个方面。2.不同颌位、不同牙位及是否翻瓣对计算机辅助动态导航系统手术精度无明显影响,在临床应用可应根据适应症进行合理选择。

陈启中[6](2018)在《腹腔镜手术夹钳执行端应力分析及与软组织交互作用研究》文中研究表明对比传统开放外科手术,微创外科手术具有诸多优点,因而逐渐成为患者的首选手术方式。然而微创外科手术过程中无法直接触及组织,致使手术医生缺乏准确的触觉感知和位置感知,严重影响了手术的效率和安全性。而且,微创手术夹钳的开发过程中,尚不清楚夹钳与生物软组织的交互作用机理,其已严重阻碍微创外科技术向智能化、信息化方向的发展。因此,本文展开了微创手术器械的触觉反馈及与软组织的交互作用研究。本文构建了夹钳执行端的应力模型和数学模型。从模拟腹腔镜手术的夹持动作和牵引动作出发,开展了夹钳夹持和牵引组织模拟试验,研究了猪肝脏组织夹持加载的力学响应特征,以及不同牵引力、牵引速度对组织牵引行为的影响规律。主要研究结果如下:构建了夹持过程中钳头横截面的应力分布模型,以及夹持和牵引过程中楔形齿横截面的应力分布模型。构建了微创手术夹钳执行端的力传递模型和夹角模型。运用MATLAB软件模拟了夹钳末端的数学模型,结果表明随着夹钳内轴轴向位移的增加,夹钳夹角逐渐减小,钳头集中力值先增大后减小。在夹持过程中,随着轴向载荷目标值增大,夹钳夹角值下降,夹钳钳头中部集中力值上升。在牵引过程中,随着预加载轴向力增大,未滑脱时的最大牵引力值和最大轴向位移均增大,完全滑脱时的牵引力值增大、轴向位移值减小;随着轴向运动速度的增加,粘滑的次数增多,粘滑速度和位移均增大,完全滑脱时的轴向位移值增大。

常丽敏[7](2016)在《六自由度丝传动微创手术器械》文中指出微创机器人手术器械是微创手术机器人的重要组成部分。其机械结构设计优劣会直接影响系统性能,同时制约其他部分的研发设计。本文在国家自然科学基金项目资助下,对手术器械进行了详细的结构设计,运动学、性能、静力学、工作空间以及运动学仿真分析。首先,确定本文设计的微创手术器械为串联型六自由度。手术器械包括驱动系统、主体连杆、执行器部分和快换手指四部分。六个自由度分别为:肩关节偏转自由度、肘关节俯仰自由度、腕关节俯仰自由度、手腕自转自由度、指关节俯仰自由度和手指开合自由度。自转关节设计在腕关节与指关节间可避免多自由度器械在腔内自转时与腔内器官或其他器械发生干涉。设计快速更换手指,实现术中各种器械的快速更换。整个微创手术器械搭载于直线伸缩机构上,就可实现手术操作的全维运动,有效避免了体外机械臂间干涉问题。驱动系统后置,为保证器械直径小、质量轻且长距离传动,器械整体采用丝传动。最后对手术器械的钢丝绳进行受力分析,对钢丝绳进行了选型,并在此基础上进行了电机选型。其次,本文采用“D-H法”进行手术器械运动学坐标系的建立,且计算其末端执行器的正运动学,通过解析法进行逆运动学分析。针对2N条丝驱动N个自由度的丝传动系统,通过“回路分析法”,观察丝布局列写回路矩阵与驱动空间等效半径矩阵,结合传统机器人运动学,建立了手术器械驱动空间到笛卡尔空间的运动学映射关系,加快并简化运动学建模与分析过程。求取手术器械的雅可比矩阵,借助其奇异值,求解并分析手术器械的可操作度与灵巧度。最后,本文对手术器械进行各方面的分析,首先,对手术器械的关键件和主要承力件进行静力学分析,以确保手术器械各部件可靠。对手术器械进行工作空间分析,本手术器械的工作空间满足手术要求。最后,分别对手术器械进行了运动学正解与逆解仿真,验证了手术器械运动学正解和逆解的正确性和结构设计合理性。

汪业汉[8](2015)在《立体定向技术发展史》文中指出自1947年以来,适用于人类的立体定向技术的发展共经历了5个阶段:有框架立体定向技术之初期(1947-1972年)、有框架立体定向技术之计算机时代(1973年至20世纪末)、无框架立体定向技术之神经外科导航时代(1987年至今)、无框架立体定向技术之功能神经外科导航时代(20世纪末期至今),以及立体定向技术与机器人时代(2000年至今)。近70年间,随着人类科学技术水平的不断提高与进步,立体定向技术已覆盖神经外科乃至所有临床医学领域。

王小冬[9](2015)在《磁共振下手术导航系统的研究和实现》文中进行了进一步梳理随着社会经济和科学技术的发展,人们对于生活质量的要求也相应提高,特别是在跟自身息息相关的食品、健康、医疗等方面的要求也越来越高。在医疗方面,原有的传统解剖手术即使能治愈病人,也会给病人带来较多并发症以及较大的创伤性,且非常不利于病人的术后恢复。如今人们对于手术的要求也越来越高,不仅要能很好的切除病灶,达到治愈病情的效果,而且也要尽量减少手术对人体带来的伤害,使得病人能在术后能较快的恢复,减少相应的并发症。在这样的社会环境和市场需求下,手术导航系统应运而生。本文在总结了手术导航系统研究现状和参考了多种不同类型的手术导航系统的基础上,对手术导航系统中的三个关键技术展开了研究:1.在坐标配准方面,本文使用基于特征点集的配准算法。在用以坐标配准的特征点选取方法上,提出了一种脱离病人身体特征的基于外部工具的特征点采集方法,在特征点采集过程中,完全摆脱人机交互的依赖性,使用图像分割技术自动识别感应球的圆心,降低了人为取点集对配准结果的精确性影响。2.在坐标变换方面,本文在传统坐标变换的基础上引入了基于四元数的方向变换的概念,针对磁共振物理坐标空间和虚拟影像显示空间存在度量尺度差异的情况,给出了坐标尺度换算的方法来解决这个问题。3.在系统矫正方面,针对低场强磁共振环境下图像均匀性和信噪比受外部环境的影响较大的问题,本文给出了一套系统矫正和配准的流程方案,使用自制的系统矫正工具,通过软件的流程控制来快速矫正系统中几个坐标系之间的配准关系,并提出一种动态矫正磁场中心平衡技术来确保系统的导航精度不受外界环境的影响。本文提出的三个关键技术上的解决方案,已成功运用于鑫高益公司的微创手术导航系统中。较之其他磁共振下的手术导航系统,不仅保证了系统的导航精度,使其能准确显示病灶和手术器械的信息,同时也降低了手术成本,解决了患者治病难的问题。

罗惠民[10](2013)在《无框架立体定向海马杏仁核毁损术治疗颞叶内侧癫痫病例回顾分析》文中进行了进一步梳理目的:从MRI阴性癫痫患者、MRI阳性癫痫患者,双颞叶癫痫患者三个不同角度评估无框架立体定向海马杏仁核毁损术治疗颞叶内侧癫痫病例的疗效及其对智力及记忆力的影响。方法:对2006年2月至2011年7月期间进行无框架立体定向海马杏仁复合体毁损术的颞叶内侧癫痫患者的病例资料进行系统性总结及回访,对获访患者进行Engel分级评定,计算总体癫痫发作消失率。1.根据术前MRI表现分为MRI阳性组与MRI阴性组,计算两组患者痫性发作消失率、显效率、有效率及无效率,并对其间差异分别作统计学分析;2.对病例资料中具备完善的韦氏记忆量表(WMS-RC)及韦氏智力量表(WAIS-RC)检测评分资料的患者分别比较术前、术后1周及术后6个月之间总智商、语言智商、操作智商及记忆商数的统计差异,并进一步细分为左侧毁损组和右侧毁损组进行比较;3.对双颞叶内侧毁损者进行单独的Engel分级评定、术前术后利物浦发作严重程度评分(LSSS)对比和韦氏记忆及智力评分对比。结果:共收集经历无框架立体定向海马杏仁复合体毁损术的267例颞叶内侧癫痫患者的病例资料,131例患者获访,随访期12~77个月不等,其中Engel分级Ⅰ级38例,Ⅱ级28例,Ⅲ级54例,Ⅳ级11例,总体痫性发作消失率29%。1. MRI阴性患者组痫性发作消失率46%。MRI阳性组痫性发作消失率14.3%。经比较,两组患者痫性发作消失率(EngelⅠ级)及显效率(EngelⅠ+Ⅱ级)的差别有统计学意义(P <0.05)。2.23例受试者的术前平均记忆商数、平均智力商数都明显低于健康人群中正常值范围;术后一周较术前明显下降(P<0.05)的有语言智商(VIQ)、操作智商(PIQ)及记忆商数(MQ),总智商(FIQ)下降不明显(P>0.05),左右颞叶内侧毁损者分组后均较术前未见记忆及智力显着下降(P<0.05);术后6个月以后受试者所有项目(FIQ、VIQ、PIQ及MQ)均较术前均有明显增加(P<0.05)。左颞叶内侧毁损者较术前未见记忆及智力显着改善(P>0.05),右颞叶内侧毁损者言语智商较术前显着增加(P<0.05)。3.12例双颞叶癫痫患者中Engel分级Ⅰ级5例,Ⅱ级2例,Ⅲ级3例,Ⅳ级2例,癫痫发作消失率42%。7例发作未终止患者术后严重程度评分较术前下降19.64±6.84(P<0.05)。术后一周FIQ较术前明显受损(P<0.05),VIQ、PIQ及MQ无明显受损(P>0.05),术后6个月FIQ、VIQ、PIQ及MQ评分都有显着提升(P<0.05)。结论:在本研究中,MRI阳性组绝大多数病例都存在无法处理的病变或先天异常,立体定向海马杏仁核毁损术不能或无法彻底消除病灶,仅对放部位较明显的海马杏仁核进行破坏,不能从根本上消除MRI阳性患者的致痫灶,故头颅MRI示阴性者手术疗效较头颅MRI有阳性发现者手术疗效明显要好。患者经历立体定向海马杏仁核毁损术术后早期存在记忆力及智力下降,表现为语言智商、操作智商、及记忆商的下降,但此类认知功能的下降程度可以忽略,且会在术后6个月内恢复甚至较术前明显改善,远期来讲右侧手术者其语言智商改善更为明显。对于双颞叶癫痫患者,双颞叶内侧毁损是一种有效的方法,至少可以减轻患者的发作频率及严重程度,双侧小体积毁损对智力及记忆功能的影响是轻微的、可逆的。

二、数字化图像导引与无框架定位脑手术(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、数字化图像导引与无框架定位脑手术(论文提纲范文)

(1)正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 外科手术机器人研究现状
        1.2.1 外科手术机器人分类和代表性成果
        1.2.2 外科手术机器人国内发展近况
        1.2.3 颅颌面外科手术机器人研究现状
    1.3 正颌外科手术机器人
        1.3.1 正颌手术机器人研究现状
        1.3.2 正颌手术机器人视觉导航
        1.3.3 机器人辅助正颌手术轨迹规划
    1.4 机器人辅助正颌手术的难点问题
    1.5 研究思路与章节安排
第二章 正颌手术机器人导航方法
    2.1 引言
    2.2 基于三维影像的手术导航术前规划
        2.2.1 术前多源影像数据采集
        2.2.2 多源三维影像数据融合
        2.2.3 三维头影测量和手术方案规划
    2.3 基于NDI和3D-DIC结合的术中导航系统
        2.3.1 双目立体相机模型
        2.3.2 基于NDI的全局目标定位跟踪
    2.4 基于3D-DIC的局部导航原理
        2.4.1 基于相关算法的图像匹配
        2.4.2 实时性改进
        2.4.3 图像匹配与位姿解算
    2.5 导航系统精度验证实验
        2.5.1 实验系统搭建和操作流程
        2.5.2 测量精度验证实验
        2.5.3 配准精度验证实验
        2.5.4 3D-DIC运动跟踪验证实验
        2.5.5 实验结果分析
    2.6 本章小结
第三章 基于非对称模板的术前-术中影像配准算法
    3.1 引言
    3.2 三维医学影像配准
        3.2.1 基于点云数据的配准
        3.2.2 基于特征点的配准
    3.3 基于非对称模板的改进算法
        3.3.1 图像空间中标记区域模糊模型生成
        3.3.2 导航空间中标记点的识别
        3.3.3 改进配准算法流程
    3.4 配准精度验证实验
        3.4.1 随机噪声实验设计
        3.4.2 随机选点测试和重复实验
        3.4.3 实验结果分析
    3.5 本章小结
第四章 基于视觉-力觉融合信息的碰撞位置检测算法
    4.1 引言
    4.2 力传感器集成与数据预处理
        4.2.1 腕力传感器安装和系统标定
        4.2.2 传感器数据预处理
    4.3 基于机械臂腕力传感器的碰撞位置检测
        4.3.1 碰撞位置求解原理
        4.3.2 基于力觉信息自约束的碰撞位置检测方法
    4.4 基于力觉和视觉信息融合的手术机器人碰撞位置检测方法
        4.4.1 术前影像中潜在碰撞区域分割
        4.4.2 基于力传感器数据的外力矢量线
        4.4.3 力觉-视觉融合模型求解方法
    4.5 碰撞位置检测实验
        4.5.1 实验设计与结果
        4.5.2 数据分析与讨论
    4.6 本章小结
第五章 基于术前三维影像的正颌手术机器人轨迹规划方法
    5.1 引言
    5.2 机器人辅助激光截骨系统集成
    5.3 机械臂轨迹规划
        5.3.1 几何路径规划
        5.3.2 实时路径生成
    5.4 基于术前设计数据的截骨轨迹规划方法
        5.4.1 术前截骨设计
        5.4.2 截骨路径几何建模
        5.4.3 截骨工具姿态规划
        5.4.4 关节空间中实时轨迹生成
    5.5 实验数据分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间申请的发明专利
攻读博士学位期间所参与科研项目
学位论文评阅及答辩情况表

(2)医疗卫生领域人工智能的研究热点及发展趋势研究(论文提纲范文)

1 资料与方法
    1.1 数据来源
    1.2 研究方法
2 结果
    2.1 医疗卫生领域人工智能研究发文量情况
        2.1.1 医疗卫生领域人工智能研究的“起步阶段”
        2.1.2 医疗卫生领域人工智能研究的“发展阶段”
        2.1.3 医疗卫生领域人工智能研究的“成长阶段”
    2.2 作者分布情况
        2.2.1 作者发文数量统计
        2.2.2 作者合作网络图
    2.3 关键词分布情况
        2.3.1 关键词共现分析
        2.3.2 关键词共现网络聚类分析
        2.3.3 关键词前沿趋势分析
3 讨论
    3.1 医疗卫生领域人工智能研究年发文量情况
    3.2 医疗卫生领域人工智能作者发文数量与合作情况
    3.3 关键词共现分析情况
    3.4 关键词聚类分布与前沿趋势情况
    3.5 医疗卫生领域人工智能应用存在的局限性
    3.6 医疗卫生领域人工智能发展展望

(3)大脑枕颞沟计算断层影像解剖学及三维可视化研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
前言
    参考文献
第一部分 :大脑枕颞沟的MRI形态学研究
    材料与方法
    结果
    讨论
    参考文献
第二部分 :大脑枕颞沟内侧缘立体定位数据集的建立及平面回归分析
    材料与方法
    结果
    讨论
    参考文献
第三部分 :大脑枕颞沟的三维重建及可视化
    材料与方法
    结果
    讨论
    参考文献
结论
本课题研究创新点及下一步研究方向
致谢
附录
    A,英文缩略词表
    B,个人简历
    C,综述
        参考文献

(4)颅脑三维重建与空间配准算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 国内外相关技术研究现状
        1.3.1 立体定向技术研究现状
        1.3.2 人脸三维重建研究现状
        1.3.3 点云配准研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 刺激点空间定位系统总体分析与设计
    2.1 引言
    2.2 刺激点空间定位系统需求分析
        2.2.1 传统定位方式局限性分析
        2.2.2 系统功能需求分析
        2.2.3 数据需求分析与获取
    2.3 刺激点空间定位系统的设计
        2.3.1 刺激点空间定位系统的设计原理
        2.3.2 系统平台的算法设计
        2.3.3 系统性能指标配置
    2.4 测量模块的位置标定
        2.4.1 视觉模块的相机模型与标定
        2.4.2 电磁定位系统的位置标定
    2.5 本章小结
第3章 基于面部特征的三维人脸重建方法研究
    3.1 引言
    3.2 基于Haar-like特征和Adaboost算法的人脸检测
        3.2.1 积分图计算Haar-like特征
        3.2.2 人脸检测级联分类器的构建
        3.2.3 人脸检测分类器的训练
    3.3 基于局部约束模型的人脸特征点定位
        3.3.1 人脸形状模型的构建
        3.3.2 基于SVM分类的面片模型建立
        3.3.3 局部约束模型的建立与搜索优化
    3.4 基于可变模型的三维人脸重建算法
        3.4.1 三维人脸的数字化表达
        3.4.2 人脸姿态初始化
        3.4.3 线性三维人脸重建
    3.5 本章小结
第4章 基于MRI的颅脑三维重建与配准方法研究
    4.1 引言
    4.2 头皮与大脑三维重建方法
        4.2.1 基于各向异性扩散滤波的MRI图像优化
        4.2.2 基于MC算法重建头皮与大脑三维模型
    4.3 三维模型网格优化算法
        4.3.1 基于二次误差测度的网格简化
        4.3.2 基于拉普拉斯算子的网格平滑
    4.4 颅脑内部空间映射关系的建立方法
        4.4.1 头皮与大脑的空间位置配准
        4.4.2 基于快速最近邻算法的预选刺激点定位算法
    4.5 本章小结
第5章 基于人脸特征点的外部空间配准方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于Spin Image的三维人脸特征定位算法
        5.2.1 Spin Image特征的构建
        5.2.2 头皮特征点定位
    5.3 基于点云对齐的人脸与头皮相对位姿估计
        5.3.1 基于距离比对计算初始配准参数
        5.3.2 基于特征点确定模型刚性变换
    5.4 基于面部特征点的头部位姿估计
        5.4.1 深度图像优化
        5.4.2 头部位置检测
        5.4.3 基于EPnP算法估计头部姿态
    5.5 本章小结
第6章 实验搭建与结果分析
    6.1 引言
    6.2 实验硬件平台搭建
        6.2.1 平台硬件组成
        6.2.2 磁眼标定实验
    6.3 上位机交互模块
        6.3.1 患者数据管理
        6.3.2 三维模型交互
        6.3.3 治疗状态显示
    6.4 刺激点空间定位精度实验
        6.4.1 定位精度评价方法
        6.4.2 实验结果与分析
    6.5 刺激点空间定位实时性实验
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(5)应用计算机辅助动态导航技术进行种植外科手术的精度研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
中英文缩略表
1 前言
2 材料和方法
3 结果
4 讨论
5 结论
6 参考文献
综述 动态导航技术在口腔种植领域应用的研究进展
    参考文献
致谢
攻读学位期间发表文章情况

(6)腹腔镜手术夹钳执行端应力分析及与软组织交互作用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微创手术介绍
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 微创手术发展
        1.3.2 微创手术夹钳力反馈系统研究
    1.4 相关理论分析
        1.4.1 夹持过程接触行为分析
        1.4.2 夹钳机构性能的分析
        1.4.3 生物软组织的力学特性
    1.5 选题意义及研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第2章 夹钳钳头测力系统集成及试验方法介绍
    2.1 夹钳钳头测力系统集成
        2.1.1 光纤法珀传感器系统简介
        2.1.2 传感器的布置
        2.1.3 夹钳钳头测力系统的应力模型
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验设备
        2.2.3 试验方法
    2.3 本章小结
第3章 夹钳执行端的数学模型构建
    3.1 微创手术夹钳执行端的数学模型
        3.1.1 力传递模型
        3.1.2 夹角模型
        3.1.3 夹钳末端的数学模型
    3.2 本章小结
第4章 夹钳夹持-牵引手术动作模拟试验与分析
    4.1 夹持手术动作模拟试验结果与分析
        4.1.1 试验结果与分析
        4.1.2 肝脏组织形貌表征结果与分析
    4.2 手术牵引模拟试验结果与分析
        4.2.1 特征牵引力-位移曲线及分段特性
        4.2.2 牵引力-位移变化规律与运动速度、载荷的关系
    4.3 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文以及参研项目

(7)六自由度丝传动微创手术器械(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 外科手术机器人系统的研究与发展概况
        1.2.1 国内外外科手术机器人系统的发展现状
        1.2.2 国内外微创手术器械的发展现状
    1.3 课题来源及研究的目的及意义
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 课题研究的目的及意义
        1.3.3 课题主要研究内容
第二章 微创手术器械的方案设计
    2.1 引言
    2.2 腹腔微创手术机器人手术分析
        2.2.1 腹腔微创手术
        2.2.2 微创手术器械所受约束
    2.3 微创手术器械的设计要求
    2.4 微创手术器械的机构构型方案
    2.5 微创手术器械的传动方案
    2.6 本章小结
第三章 微创手术器械的设计
    3.1 引言
    3.2 微创手术器械的详细结构设计
        3.2.1 微创手术器械的整体结构设计
        3.2.2 指关节与快换手指结构设计
        3.2.3 自转关节与腕关节结构设计
        3.2.4 肘关节和肩关节结构设计
        3.2.5 驱动系统设计
    3.3 手术器械的丝传动布局
    3.4 手术器械对组织的夹持力分析
    3.5 钢丝绳的选型
    3.6 电机选型
    3.7 本章小结
第四章 微创手术器械的运动学分析
    4.1 引言
    4.2 运动学的数学基础
        4.2.1 位置和姿态表示
        4.2.2 坐标变换
        4.2.3 连杆变换矩阵
    4.3 手术器械的运动学分析
        4.3.1 正向运动学分析
        4.3.2 逆向运动学分析
        4.3.3 丝传动的运动学分析
    4.4 雅可比矩阵
    4.5 手术器械性能评价
    4.6 本章小结
第五章 微创手术器械分析
    5.1 引言
    5.2 静力学分析
    5.3 微创手术器械的工作空间分析
    5.4 微创手术器械的运动学仿真分析
        5.4.1 ADAMS软件简介
        5.4.2 微创手术器械仿真模型的建立
        5.4.3 ADAMS与MATLAB联合仿真
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要取得成果
    6.2 工作展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢

(9)磁共振下手术导航系统的研究和实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 定位导航仪器的发展概况
    1.3 手术导航系统的发展概况
    1.4 论文主要工作和内容安排
2 手术导航系统的原理和构造
    2.1 磁共振下手术导航的理论基础
    2.2 手术导航系统的原理
    2.3 手术导航系统的构成
    2.4 本章小结
3 坐标配准技术
    3.1 常用的坐标配准算法
    3.2 特征点选取
    3.3 基于特征点集的配准算法
    3.4 本章小结
4 坐标变换技术
    4.1 坐标变换原理
    4.2 坐标变换算法
    4.3 坐标尺度换算
    4.4 本章小结
5 系统矫正方案
    5.1 系统矫正的工具
    5.2 系统矫正的步骤
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要工作
    6.2 工作展望
参考文献
在学研究成果
致谢

(10)无框架立体定向海马杏仁核毁损术治疗颞叶内侧癫痫病例回顾分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
英文缩略语索引
前言
材料与方法
    一、病例选择
        (一)获访患者的一般资料
        (二)MRI 阳性患者的一般资料
        (三)MRI 阴性患者的一般资料
        (四)双颞叶癫痫患者的一般资料
    二、术前评估方案
        (一)入院常规检查
        (二)症状学分析
        (三)MRI 检查
        (四)脑电图检查及偶极子定位
        (五)SEEG
        (六)神经心理学检查
        (七)严重程度评分
    三、手术方法
        (一)术前准备
        (二)手术步骤
    四、术后评估方案
        (一)Engel 分级
        (二)韦氏成人智力量表
        (三)韦氏记忆量表
        (四)利物浦癫痫严重程度量表
    五、统计方法
结果
    一、SAHE 的疗效
        (一)MRI 阴性组与 MRI 阳性组患者疗效及其差异
        (二)双颞叶癫痫患者的疗效
    二、SAHE 对患者神经心理学功能的影响
        (一)单侧毁损患者神经心理学检查结果
        (二)左颞叶内侧毁损者神经心理学检查结果
        (三)右颞叶内侧毁损者神经心理学检查结果
        (四)双颞叶内侧毁损者神经心理学检查结果
讨论
    一、SAHE 的疗效
        (一)MRI 阴性患者疗效探究
        (二)MRI 阳性患者疗效分析
        (三)双颞叶毁损的疗效分析
    二、SAHE 对患者神经心理学功能的影响
        (一)疾病自身特点与智力及记忆下降密切相关
        (二)术后早期智力及记忆水平有下降趋势
        (三)术后远期智力及记忆改善趋势明显
        (四)右颞叶内侧毁损者远期智力及记忆的改善更为明显
        (五)双颞叶毁损对神经心理学功能的影响
    三、无框架立体定向手术系统的优缺点
        (一)无框架立体定向手术系统的优点
        (二)无框架立体定向手术系统的缺点
    四、不足与展望
    五、今后工作
小结
附录
文献综述
    参考文献
参考文献
攻读硕士期间发表论文
致谢

四、数字化图像导引与无框架定位脑手术(论文参考文献)

  • [1]正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划[D]. 李倩倩. 山东大学, 2020
  • [2]医疗卫生领域人工智能的研究热点及发展趋势研究[J]. 张富程,高凯,姜茂敏. 中国医疗管理科学, 2020(04)
  • [3]大脑枕颞沟计算断层影像解剖学及三维可视化研究[D]. 叶苗苗. 蚌埠医学院, 2020(01)
  • [4]颅脑三维重建与空间配准算法研究[D]. 阮琦. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [5]应用计算机辅助动态导航技术进行种植外科手术的精度研究[D]. 陈泉林. 滨州医学院, 2019(02)
  • [6]腹腔镜手术夹钳执行端应力分析及与软组织交互作用研究[D]. 陈启中. 西南交通大学, 2018(10)
  • [7]六自由度丝传动微创手术器械[D]. 常丽敏. 天津工业大学, 2016(02)
  • [8]立体定向技术发展史[J]. 汪业汉. 中国现代神经疾病杂志, 2015(09)
  • [9]磁共振下手术导航系统的研究和实现[D]. 王小冬. 宁波大学, 2015(03)
  • [10]无框架立体定向海马杏仁核毁损术治疗颞叶内侧癫痫病例回顾分析[D]. 罗惠民. 第二军医大学, 2013(05)

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脑外科数字图像引导与无框定位
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