智能内窥镜形状感知系统的基准空间姿态实时检测研究

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1、上海大学硕士学位论文摘要内窥镜诊疗术是微创外科的重要手段，内窥镜检查是应用最广泛的结肠疾病诊疗方法。但是，在传统结肠内窥镜的操作方法中，医师仅仅凭借感觉和经验送镜，根本无法看到内窥镜在人体肠道内的形状和位置，这容易使内窥镜在病人体内出现缠绕的现象，情况严重时甚至会造成肠道穿孔，从而给病人带来更大的痛苦和危险。“介入式内窥诊疗机器人关键技术研究”是针对以上传统内窥镜的不足之处而提出的，旨在通过对关键技术的研究来实现内窥镜检查的自动化、智能化、可视化，提高内窥检查的安全性。本项目得到了国家自然科学基金、国家863计划的资助。作为“介入式内窥诊疗机器人关键技术研究"项目

2、的内容之一，本论文的主要内容是在原有内窥镜形状检测和重建研究成果的基础上，设计研究内窥镜形状感知系统基准空间姿态的实时检测。围绕这一主要内容，本文介绍了实现此关键技术的理论和应用方面的研究。其中，第一章介绍了本论文的研究背景以及国内外新型内窥镜技术的研究情况。在第二章中，对几种现有的基准定位实时检测方法进行了分析比对，确定了本论文所采用的检测方案。第三章介绍了检测系统的机械结构设计，在进行理论分析的基础上设计了运动分离机构、平面电子罗盘自水平机构、传感器安装平台和连接部件；在受力分析的基础上进行了材料的选择。在第四章中，设计了检测系统的信号采集和处理，应用单片机串

3、行口扩展分时复用技术对多传感器的检测信息进行有序采集。在第五章中，针对检测系统主要误差源，对平面电子罗盘模块的磁场干扰误差进行测试与补偿，试验结果表明所选用的补偿方法效果良好。最后一章是对全文的总结，根据所取得的主要进展，结合检测系统的特点，提出了对今后研究工作的设想。关键词：内窥镜基准定位空间姿态实时检测上海大学硕士学位论文AbstractEndoscopyiSalmostthemostimportantinstrumentfortheminimuminvasivesurgery,anditisalsousedwidelytodiagnosecolondisea

4、ses．Butgenerally,thephysiciancan’tseethepositionandshapeoftheendoscopetimelywhenoperatingthetraditionalendoscopy．SoitiSeasytomaketheendoscopytwisty,whichwillpossiblycausecolonic．perforationatworstandthencomplicatethesurgeryandevenendangerthepatient’Slife．Owingtothecomplicationsanddang

5、ersarisingfromthetraditionalcolonscope，asdescribedabove，theproject“ResearchonKeyTechnologyofInsertedEndoscopicRobot’’aimsatdevelopingkeytechnologytorealizetheautomationandintelligenceofthecolonscopyandimproveitsreliabilityandsafety．ThisprojectiSsupportedbytheNationalNaturalScienceFoun

6、dation．theNationalHigh—techProgram．ASonepartofthewholeproject．basedontheresultoftheshapereconstructionfortheendoscope，thisresearchcompletesthedesignofareal．timemeasuringsystemtogetthespatialattitudeoftheoriginreferencelocationoftheendoscope．Themaincontentofthisthesisincludesthetheorya

7、ndtheapplicationaboutthisresearch．Thefirstchapterintroducesthepresentsituationsaboutintelligentendoscopyinlandandabroad．ThentheresearchmethodisestablishedinChapterTw0aftercomparedwithseveraldifferenttechnologiesonthereal-timemeasuringsystemgettingtheoriginreferencelocation．Next，thedes

8、ignso