| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-27页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第15-16页 |
| 1.2 医疗机器人的研究现状 | 第16-22页 |
| 1.3 基于医学图像的辅助精准穿刺机器人的关键技术 | 第22-23页 |
| 1.4 穿刺类手术需求分析 | 第23-24页 |
| 1.5 本文的研究思路和主要内容 | 第24-27页 |
| 第2章 辅助精准穿刺机器人系统构成及工作流程 | 第27-35页 |
| 2.1 概述 | 第27页 |
| 2.2 基于医学图像的辅助精准穿刺机器人系统的构建依据 | 第27-29页 |
| 2.2.1 临床穿刺手术中存在的问题 | 第27-28页 |
| 2.2.2 辅助精准穿刺机器人系统的构建 | 第28-29页 |
| 2.3 基于医学图像的辅助精准穿刺机器人系统的构成 | 第29-32页 |
| 2.3.1 数据处理计算机系统 | 第31页 |
| 2.3.2 6-DOF穿刺机器人系统 | 第31页 |
| 2.3.3 空间定位系统 | 第31-32页 |
| 2.3.4 软件系统功能 | 第32页 |
| 2.4 辅助精准穿刺机器人的工作流程 | 第32-34页 |
| 2.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 第3章 基于CT医学图像处理和三维重建技术研究 | 第35-55页 |
| 3.1 概述 | 第35页 |
| 3.2 CT成像原理及图像格式 | 第35-38页 |
| 3.2.1 CT成像的原理 | 第35-37页 |
| 3.2.2 CT图像的特点和技术指标 | 第37-38页 |
| 3.2.3 DICOM格式医学图像 | 第38页 |
| 3.3 CT医学图像的处理 | 第38-47页 |
| 3.3.1 图像的平滑处理 | 第39-41页 |
| 3.3.2 图像的增强 | 第41-42页 |
| 3.3.3 图像的分割 | 第42-44页 |
| 3.3.4 二维图像的边缘检测 | 第44-47页 |
| 3.4 CT图像的三维重建 | 第47-50页 |
| 3.4.1 体素模型 | 第47-48页 |
| 3.4.2 移动立方体算法 | 第48-50页 |
| 3.5 基于VTK的医学图像三维重建 | 第50-54页 |
| 3.5.1 VTK的可视化模型 | 第51页 |
| 3.5.2 基于VTK的三维可视化算法研究 | 第51-53页 |
| 3.5.3 基于Volview平台的可视化软件 | 第53-54页 |
| 3.6 本章小结 | 第54-55页 |
| 第4章 基于双目视觉辅助穿刺机器人系统精准定位方法研究 | 第55-83页 |
| 4.1 概述 | 第55页 |
| 4.2 摄像机视觉模型 | 第55-60页 |
| 4.2.1 摄像机的视觉坐标系 | 第55-56页 |
| 4.2.2 摄像机的理想模型 | 第56-58页 |
| 4.2.3 摄像机的畸变模型 | 第58-59页 |
| 4.2.4 双目视觉的测量原理 | 第59-60页 |
| 4.3 摄像机的标定 | 第60-66页 |
| 4.3.1 张正友法摄像机标定 | 第61-63页 |
| 4.3.2 双目摄像机的标定 | 第63页 |
| 4.3.3 实验验证 | 第63-66页 |
| 4.4 基于双目视觉的标记点坐标获取算法 | 第66-71页 |
| 4.4.1 基于双目视觉圆形标记点提取 | 第66-68页 |
| 4.4.2 标记点识别及其三维坐标的计算 | 第68-69页 |
| 4.4.3 实验验证 | 第69-71页 |
| 4.5 基于标记点的辅助精准穿刺机器人系统的空间映射 | 第71-75页 |
| 4.5.1 空间映射的模型原理 | 第71-72页 |
| 4.5.2 空间映射过程求解 | 第72-75页 |
| 4.6 基于位置视觉系统的动态跟踪测量方法研究 | 第75-81页 |
| 4.6.1 基于位置视觉的动态跟踪测量原理 | 第76-77页 |
| 4.6.2 基于位置视觉的动态跟踪算法 | 第77-79页 |
| 4.6.3 实验验证 | 第79-81页 |
| 4.7 本章小结 | 第81-83页 |
| 第5章 辅助精准穿刺机器人运动学分析与轨迹规划 | 第83-103页 |
| 5.1 概述 | 第83页 |
| 5.2 辅助精准穿刺机器人运动学分析 | 第83-96页 |
| 5.2.1 机器人坐标系 | 第83-85页 |
| 5.2.2 UR3型机器人及正运动学分析 | 第85-88页 |
| 5.2.3 逆运动学分析 | 第88-90页 |
| 5.2.4 基于PSO优化的BP神经网络智能机器人控制算法 | 第90-94页 |
| 5.2.5 实验验证 | 第94-96页 |
| 5.3 辅助精准穿刺机器人轨迹规划 | 第96-101页 |
| 5.3.1 轨迹规划的基本原理 | 第96-98页 |
| 5.3.2 关节空间的轨迹规划 | 第98-101页 |
| 5.4 本章小结 | 第101-103页 |
| 第6章 实验研究 | 第103-113页 |
| 6.1 概述 | 第103页 |
| 6.2 辅助精准穿刺机器人系统3D骨骼模型实验 | 第103-105页 |
| 6.2.1 实验目的 | 第103页 |
| 6.2.2 实验设备和材料 | 第103-104页 |
| 6.2.3 实验方法 | 第104-105页 |
| 6.2.4 实验结论 | 第105页 |
| 6.3 辅助精准穿刺机器人系统动物实验 | 第105-108页 |
| 6.3.1 实验目的 | 第105页 |
| 6.3.2 实验设备和材料 | 第105-106页 |
| 6.3.3 实验步骤 | 第106-107页 |
| 6.3.4 实验结论 | 第107-108页 |
| 6.4 辅助精准穿刺机器人系统牛脊柱实验 | 第108-111页 |
| 6.4.1 实验目的 | 第108页 |
| 6.4.2 实验设备和材料 | 第108页 |
| 6.4.3 实验步骤 | 第108-111页 |
| 6.4.4 实验结论 | 第111页 |
| 6.5 本章小结 | 第111-113页 |
| 第7章 总结与展望 | 第113-115页 |
| 7.1 全文总结 | 第113-114页 |
| 7.2 展望 | 第114-115页 |
| 参考文献 | 第115-123页 |
| 致谢 | 第123-125页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第125页 |
