肺小病灶穿刺诊断同步实时跟踪X线立体定位系统的研究

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1、,,,中华放射学杂志年月第卷第期··影像技术学肺小病灶穿刺诊断同步实时跟踪线立体定位系统的研究朱宏汪栋叶玉冲陆建峰杨静宇周源王李宁【摘。方法要】目的研制新型的用于肺小病灶穿刺诊断的同步实时跟踪线立体定位系统采用线电视影像技术及线准直技术,结合双臂双管线机,从垂直向和水平向个不同平面同步实时获取图像,经计算机图像处理和计算机视觉处理,确定并动态跟踪肺小病灶和穿刺细针的三。,维空间位置结果垂直和水平向同时相交成像的两束射线之间没有干扰可以完成两路图像的同步实时采集,实现正常呼吸状态下肺部小病灶和穿刺细针空间位置的同步实时跟踪。组建的线立体定位系统的平均定位误差为左右,最大定位误

2、差为左右,实时显示速度为帧。结论建立一种新型的双臂双管同步实时跟踪线立体定位系统是可行的,为肺小病灶同步实时跟踪立体定位穿刺肺癌早期诊断提供。了可能【关键词】肺肿瘤放射摄影术,胸部图像处理,计算机辅助·一一加加’,,一,,恻刃‘咭加一咭一,,一’,,,石几,玉乞在刀召“恻刀人刀‘,百。、刀,印毗恻鳍阴咭疾一一一场“灯一盯一一一一,叮盯一,币面初,而娜,,】一,一甲叮职,薛,日一一一盯可一一,,。一【川】脚呷肺癌诊断治疗的关键在于尽早地明确病理诊管同步实时跟踪线立体定位系统,现将具体结构,,。断影像引导下的肺部小病灶穿刺活检是获得肺癌报道如下’。〔】笔者在使用肺癌早病理标本的

3、常用方法之一期诊断立体定位仪的基础上〕,研究实现资料与方法了用于肺小病灶快速定位穿刺诊断的计算机辅助双臂双、一线机及影像探测系统的配置本系统采用双臂双管线装置,为保证线,“”一基金项目国家九五重点科技攻关计划一刁国家机管电压的穿透性与稳定性采用逆变高频高压发“”,。十五重点科技攻关项目生器由主控脉冲触发产生高压线管采用双焦,作者单位加南京解放军第八一医院全军肿瘤研究中心点旋转阳极结构,有效灯丝面积小焦点为朱宏、汪栋、叶玉坤、周源南京理工大学计算机科学技术系,大焦点为,影像探测装置、陆建峰杨静宇中国电子科技集团南京第十四研究所王李宁。通信作者汪栋,可采用金属屏影像增强器加,,

4、,,中华放射学杂志年月第卷第期。万像素的电荷藕合器件图像传感器的线之间有无成像干扰本系统采用限线板和,的,缩光器等准直器开口设计图来控制线的视野医用电视系统亦可采用空。,。间分辨率较高的动态平板探测器和散射使双臂双管射线同步清晰成像准直二、系统结构与实验方法器最大开口按公式、出计算为焦点至本系统由双臂双管线影像系统及计算机限线板的距离,为焦点至探测器的距离,为探测。。辅助系统组成图器上所需对应的最大照射野边长双臂双管线机的结构设计水平向臂计算机辅助同步实时跟踪立体定位穿刺引,,吊在天轨上主要是用来完成病灶的水平方向线导系统在上述系统配置的基础上应用计算机图像,、成像以便于判

5、断穿刺针针尖与病灶距检查台面的处理和计算机视觉技术进行射线机的标定图像。,。高度根据肺部病灶所处的部位患者选择相应的的矫正和实时跟踪算法设计射线机的标定。,体位以便于进针操作水平向臂设计成可水平和图像矫正从计算机视觉的角度出发借鉴摄像’,,机标定技术〕采用铜质金属小方块模板对医用旋转结构水平线与检查床中轴几何关系如。。,线机进行标定和图像矫正川按照线机成像图所示根据该几何关系可计算进针角度和穿。,、刺针可观测到的长度的几何模型求解出在该成像过程中的内外参数等巧,、,。。有关参数〕结合本系统目标点穿刺针肺小病水平向臂的跨度为拱深为,,由于该臂的线管位于医师操作的一侧选择夹灶在

6、垂直和水平个不同平面图像中的像点确“一“,,角为这样可观察到穿刺针长度并给医师定该目标点的三维空间位置使穿刺针与肺小病灶。。两者之间的距离定量化’在此基础上利用畸变穿刺操作留出较为适宜的空间,,,以期后垂直向臂主要用来完成肺部病灶垂直方向模型对线机的成像畸变进行矫正处理,。线成像其臂位于水平向臂内并且由床的续信息的准确提取实时跟踪法的设计经过,,,,,头侧伸进臂的跨度为拱深为标定和图像实时处理从图像中得到所需的目标点,。观察穿刺针的进针深度及左右偏移程度与水平向包括肺部病灶和穿刺针的信息首先通过边缘检测’,。得到穿刺针所对应的像素〕再采用霍夫臂共同引导穿刺针进人病灶内影像干

7、扰问题与线准直通过采用不同变换得到穿刺针所在的位置,根据穿刺针的灰度信型号、不同电流线机的两两交叉组合南京天宇息以及图像序列信息,得到穿刺针头在图像中的位,“,〔‘口型意大利置其次穿刺前利用链码跟踪技术计算出肺,一,,型南京华飞型选择不部病灶区域的形态和灰度等特征在穿刺过程中不,,一同的成像角度用不同的成像对象金间断的图像采集帧根据链码跟踪技术计算属物体、塑料物体、猪肺以及浸泡在水中的猪肺所得的特征信息及位置变化中前幅图中病灶的位,,,,等进行余次实验了解束同时发射并相交置实时动态地跟踪并在前幅图中病灶位置的。,,