超声引导下的针穿刺图像穿刺针定位与跟踪的研究

摘要

随着微创手术技术的迅猛发展，其重要分支经皮穿刺手术技术也得到了快速发展，同时也对微创手术的精确度要求也进一步提高。临床医学中超声引导下穿刺手术图像，由于伪影等噪声影响使得软组织内部靶点、穿刺针位置都难以确定，因而展开了本文的研究。 首先，本文在提取假体内部动态靶点特征的基础上，选取包含特征标识物靶点的矩形作为感兴趣区域，设置网格线条对靶点进行跟踪，提出了一种基于OpenCV的组织内部靶点和穿刺针动态跟踪算法；在Visual C++集成开发环境下利用OpenCV计算机视觉库实现了算法功能；通过在PVA组织假体内嵌入标识物靶点对算法进行验证。 其次，本文通过将散斑视为超声图像的噪声，使用小波阈值去噪技术对散斑进行去噪处理，再通过Otsu阈值化以及形态学处理后，最后通过MLESAC算法对穿刺超声图像进行处理，得到穿刺针在超声图像中的位置。通过实验验证了该算法的有效性，解决了超声引导下的针穿刺手术中的穿刺针定位问题。 最后，在用Matlab实现了MLESAC算法的同时，将穿刺针位移计算的功能添加到 MLESAC 算法流程中；通过大量超声引导下针穿刺的重复实验，将MLESAC 算法中确定的超声引导下穿刺针的位移与从相机中获取的穿刺针图像序列的位移进行分析与比较，对超声引导下穿刺针的定位与跟踪做出了评估。

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