基于磁棒旋转搜索的手术导航用电磁跟踪方法研究
| 目录 | 第3-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第11-27页 |
| 1.1 研究背景 | 第11-14页 |
| 1.1.1 微创医学 | 第11-12页 |
| 1.1.2 介入治疗 | 第12-13页 |
| 1.1.3 介入式手术导航 | 第13-14页 |
| 1.2 电磁跟踪和电磁导航 | 第14-18页 |
| 1.2.1 电磁跟踪 | 第14-16页 |
| 1.2.2 介入手术电磁导航 | 第16页 |
| 1.2.3 电磁跟踪的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.4 电磁跟踪的其他应用领域 | 第17-18页 |
| 1.3 电磁跟踪方法综述 | 第18-24页 |
| 1.3.1 系统配置 | 第18-21页 |
| 1.3.2 磁场模型 | 第21-22页 |
| 1.3.3 跟踪算法 | 第22-23页 |
| 1.3.4 校准方法 | 第23-24页 |
| 1.4 本文的研究内容 | 第24-25页 |
| 1.5 本文的主要创新点 | 第25-27页 |
| 第2章 基于磁棒旋转搜索的方法 | 第27-43页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 磁场源特性分析 | 第27-32页 |
| 2.2.1 磁场描述 | 第27-28页 |
| 2.2.2 磁场特性分析 | 第28-32页 |
| 2.3 基于磁棒旋转搜索的电磁跟踪方法 | 第32-35页 |
| 2.3.1 旋转的引入 | 第32页 |
| 2.3.2 单磁棒磁场的二义性 | 第32-34页 |
| 2.3.3 六自由度跟踪的实现 | 第34-35页 |
| 2.4 系统实现方式 | 第35-39页 |
| 2.4.0 旋转实现方式 | 第35-37页 |
| 2.4.1 磁场源的选择 | 第37页 |
| 2.4.2 磁场激励方式 | 第37-39页 |
| 2.4.3 传感器 | 第39页 |
| 2.5 系统设计 | 第39-41页 |
| 2.6 本章小结 | 第41-43页 |
| 第3章 位置和方向算法 | 第43-59页 |
| 3.1 刚体的空间旋转 | 第43-45页 |
| 3.2 正交磁棒方法 | 第45-51页 |
| 3.2.1 坐标系定义 | 第45-46页 |
| 3.2.2 位置算法 | 第46-47页 |
| 3.2.3 方向算法 | 第47-51页 |
| 3.3 双独立磁棒方法 | 第51-58页 |
| 3.3.1 坐标系定义 | 第51-52页 |
| 3.3.2 位置算法 | 第52-53页 |
| 3.3.3 方向算法 | 第53-58页 |
| 3.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 第4章 搜索策略 | 第59-75页 |
| 4.1 搜索过程 | 第59-60页 |
| 4.2 搜索步长策略 | 第60-64页 |
| 4.2.1 定步长策略 | 第60-62页 |
| 4.2.2 可变搜索步长 | 第62-63页 |
| 4.2.3 自适应步长策略 | 第63-64页 |
| 4.3 跟踪方向判断参数 | 第64-66页 |
| 4.4 初始方向判断参数 | 第66-74页 |
| 4.4.1 水平方向判断参数 | 第66-68页 |
| 4.4.2 垂直方向判断参数 | 第68-72页 |
| 4.4.3 独立磁棒方法的初始方向判断 | 第72-74页 |
| 4.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 第5章 仿真研究和性能评估 | 第75-95页 |
| 5.1 仿真方法 | 第75-81页 |
| 5.1.1 引言 | 第75-76页 |
| 5.1.2 有限元电磁场仿真和ANSYS | 第76-77页 |
| 5.1.3 模型建立和旋转磁场仿真 | 第77-79页 |
| 5.1.4 仿真方法 | 第79-81页 |
| 5.2 正交磁棒方法仿真研究 | 第81-84页 |
| 5.2.1 误差分布 | 第81页 |
| 5.2.2 跟踪步数分布 | 第81-82页 |
| 5.2.3 统计性能 | 第82-83页 |
| 5.2.4 讨论 | 第83-84页 |
| 5.3 双磁棒方法仿真研究 | 第84-92页 |
| 5.3.1 误差分布 | 第84-89页 |
| 5.3.2 步数分布 | 第89-90页 |
| 5.3.3 统计性能 | 第90-91页 |
| 5.3.4 讨论 | 第91-92页 |
| 5.4 对比研究 | 第92-93页 |
| 5.5 本章小结 | 第93-95页 |
| 第6章 原型设计和实验验证 | 第95-113页 |
| 6.1 原型设计 | 第95-103页 |
| 6.1.1 系统设计 | 第95-96页 |
| 6.1.2 硬件设计 | 第96-99页 |
| 6.1.3 软件设计 | 第99-102页 |
| 6.1.4 原型系统照片 | 第102-103页 |
| 6.2 实验方案 | 第103-107页 |
| 6.2.1 实验设备 | 第103-104页 |
| 6.2.2 实验方法 | 第104-105页 |
| 6.2.3 系统参数预标定 | 第105-106页 |
| 6.2.4 修正后的位置算法 | 第106-107页 |
| 6.3 实验结果 | 第107-110页 |
| 6.3.1 位置误差 | 第107-108页 |
| 6.3.2 方向误差 | 第108-109页 |
| 6.3.3 跟踪性能 | 第109-110页 |
| 6.4 性能分析和讨论 | 第110-111页 |
| 6.5 本章小结 | 第111-113页 |
| 第7章 可变旋转轴电磁跟踪方法初探 | 第113-119页 |
| 7.1 旋转轴和电扫描 | 第113-114页 |
| 7.2 可变旋转轴电扫式方法 | 第114-117页 |
| 7.2.1 可变旋转轴正交磁棒方法 | 第114-115页 |
| 7.2.2 变旋转轴双磁棒方法 | 第115-117页 |
| 7.3 仿真结果 | 第117-118页 |
| 7.4 本章小结 | 第118-119页 |
| 第8章 总结和展望 | 第119-123页 |
| 8.1 本文工作总结 | 第119-120页 |
| 8.2 后续工作展望 | 第120-123页 |
| 参考文献 | 第123-131页 |
| 后记 | 第131-133页 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 | 第133-135页 |
