3D超音波穿刺手術導引系統

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Title:	3D超音波穿刺手術導引系統
Authors:	馮宇平;Yu-Ping Feng
Contributors:	機械工程研究所
Keywords:	方位校準;手術導引;影像尋邊;3D;超音波;腫瘤穿刺
Date:	2002-06-24
Issue Date:	2009-09-21 11:40:09 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	在醫學上超音波影像由於其無傷害、方便使用、能即時取得影像等特點，常應用於偵測腫瘤及輔助腫瘤穿刺取樣。在腫瘤穿刺時，超音波的二維影像因為不容易精確得知病灶的位置，導致往往要多次穿刺才能取到腫瘤，這不但讓醫生承受極大的壓力，也增加病人的傷害。若能由超音波影像定出病灶空間位置，並將其重建成三維模型，幫助醫生找到病灶的最佳穿刺點，再由定位裝置導引刺針至病灶處，將可以大幅提升超音波的使用性與應用範圍。為達成上述目標，本研究發展出一套3D超音波影像手術導引系統。以超音波影像重建出病灶之三維模型，需先於探頭上裝置一磁場接收器，利用超音波影像方位校準取得超音波影像相對於接收器之座標轉換關係，乘上接收器相對於磁場發射器的座標轉換矩陣，就可獲得影像相對於發射器的方位關係；然後將連續擷取的超音波影像利用多種子點區域成長尋邊法找出影像內病灶之邊界，並搜尋病灶的截面區域；最後依病灶影像像素的空間座標位置，將其灰階填於三維空間體素中即可利用圖形顯示方式重建成三維模型。在穿刺導引方面先進行手術器械方位校準以找出針筒針尖及針的方向相對於接收器的座標轉換關係，乘上接收器與發射器間的座標轉換關係，即可得刺針相對於發射器的方位。由於先前重建之三維病灶模型及針的方位皆相對於發射器，因此可將三維模型及針同時顯示在以發射器為基準的三維空間中，並以彼此相對方位關係達到導引刺針的目的。本研究所採用的磁場式定位裝置，由於體積小，易附加於各種手術器械上，很適合超音波影像導引定位用，所發展的系統經模型定位實驗結果顯示位置精度可達到1mm左右，其誤差適用於如腫瘤等各種軟組織的穿刺應用上。
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