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基于几何特征的X射线图像中圆形标志点自动提取
  • ISSN号:1004-9037
  • 期刊名称:数据采集与处理
  • 时间:2015
  • 页码:965-972
  • 分类:R318.6[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]清华大学医学院生物医学工程系,北京100084, [2]总后卫生部药品仪器检验所,北京100071
  • 相关基金:国家自然科学基金(81127003,81471759)资助
  • 相关项目:快速成型法构建天然无机高分子/智能功能化微单元基个性化生物活性支架
中文摘要:

目的移动式X线透视影像设备(C形臂)凭借其便携、实时的优势已成为图像引导手术中标准配置设备,然而大部分医院配备的C形臂不具备旋转角度测量功能。方法本文设计了一种基于惯性测量单元的C形臂旋转运动角度定位方法。通过融合惯性测量单元中各惯性测量器件的实时测量数据,构建世界坐标系和载体坐标系的旋转矩阵,利用四元数分量求解C形臂旋转角度,从而对C形臂旋转运动进行定位。本文设计了精密电动旋转平台标定实验和C形臂旋转定位实验对本文方法进行了评估。结果在精密电动旋转平台标定实验中,本文设计方法的最大定位误差为0.5°;在C形臂的实验中,最大定位误差为0.8°,能够满足临床手术导航需求(定位误差不大于1°)。结论本文设计的定位方法不需要标定和校正过程,流程简单易行,具有很强的适应性,能够为后续手术导航提供必要的角度信息。

英文摘要:

Objective Mobile X-ray imaging device( C-arm) has become standard equipment in imageguide surgery due to its advantages of portability and real-time performance. However,most of these C-arm devices equipped in hospitals cannot implement rotation angle measurement. Methods In this paper,we design a rotational motion angle location method for C-arm device,based on the inertial measurement unit. Through fusing real-time inertial measurements from inertial measurement unit, rotational matrixes of the world coordinate system and carrier coordinate system can be derived. Then,the rotational angle of C-arm can be obtained utilizing of the quaternion component decompositions,which can be used to measure the rotational movement of C-arm. In order to verify the feasibility and the accuracy of the method,a calibration experiment of sophisticated electric rotating platform and a C-arm rotational positioning experiment are carried out. Results For the experiment of the electric rotating platform,the location error is less than 0. 5 degrees. For the experiment of C-arm, the maximum positioning error is less than 0. 8 degrees. These results meet the requirements of clinical surgical navigation( location error less than 1 degree). Conclusions This angle location method is simple, practicable and highly adaptable without requirements of calibration and correction positioning,providing necessary angle information for the subsequent surgical navigation.

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期刊信息
  • 《数据采集与处理》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会 仪器仪表学会 信号处理学会 中国一汽仪表学会 中国物理学会 微弱信号检测学会 南京航空航天大学
  • 主编:贲德
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:sjcj@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84892742
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-9037
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1367/TN
  • 邮发代号:28-235
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计源用刊,2007年被评为江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:8148