基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法及实验研究.docx

基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法及实验研究
摘要
介入手术是一种通过穿刺操作进入人体内部进行治疗的技术，具有创伤小、恢复快的优点。然而，由于人体内部结构复杂且难以直接观察，介入手术中操作的准确性和安全性仍然是一个挑战。因此，本文提出了一种基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法，并进行了相关实验研究。
首先，本文介绍了电磁跟踪技术的原理和超声图像的获取方法。电磁跟踪技术可以通过外部发射器和内部传感器之间的电磁信号实现对机器人位置的跟踪，从而实现对机器人在人体内部的导航。超声图像是一种无创的成像方法，可以提供人体内部组织的详细信息。通过将电磁跟踪技术与超声图像相结合，可以实现对机器人在人体内部的准确定位和导航。
然后，本文提出了基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法。该方法首先通过电磁跟踪技术确定机器人的位置，然后根据超声图像的特征进行目标检测和分割，得到待穿刺目标的位置信息。接下来，根据机器人的位置和目标的位置信息，通过路径规划算法确定机器人的运动轨迹，从而实现对机器人的导航。最后，通过相关实验验证了该方法的准确性和可行性。
实验结果显示，基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法可以实现对机器人在人体内部的准确定位和导航。与传统的手工操作相比，该方法能够提高穿刺操作的准确性和安全性，有效降低手术风险。因此，该方法在介入手术中具有广泛的应用前景。
关键词：介入手术；穿刺导航；电磁跟踪；超声图像；机器人
Abstract
Interventionalsurgeryisatechniquethatentersthehumanbodythroughpuncturetoperformtreatment.Ithastheadvantagesofminimaltraumaandfastrecovery.However,duetothecomplexityofthehumaninternalstructureandthedifficultyofdirectobservation,theaccuracyandsafetyofoperationsininterventionalsurgeryarestillachallenge.Therefore,thispaperproposesaninterventionalrobotpuncturenavigationmethodbasedonelectromagnetictrackingandultrasoundimaging,andconductsrelevantexperimentalresearch.
Firstly,thispaperintroducestheprinciplesofelectromagnetictrackingtechnologyandtheacquisitionmethodofultrasoundimages.Electromagnetictrackingtechnologycantrackthepositionoftherobotinthehumanbodythroughelectromagneticsignalsbetweenexternalemittersandinternalsensors,thusachievingnavigationoftherobotinthehumanbody.Ultrasoundimagingisanon-invasiveimagingmethodthatcanprovidedetailedinformationabouttheinternaltissuesofthehumanbody.Bycombiningelectromagnetictrackingtechnologywithultrasoundimaging,accuratepositioningandnavigationoftherobotinthehumanbodycanbeachieved.
Then,thispaperproposesaninterventionalrobotpuncturenavigationmethodbasedonelectromagnetictrackingandultrasoundimaging.Themethodfirstdeterminesthepositionoftherobotthroughelectromagnetictrackingtechnology,andthendetectsandsegmentsthetargetbasedonthefeaturesofultrasoundimagestoobtainthepositioninformationofthetargetforpuncture.Next,ba