基于光学体表监控和X射线透视影像的膈肌运动自动跟踪

目的:基于直线加速器的光学体表监控系统和X射线透视影像利用人工智能构建膈肌顶点运动的自动跟踪模型。方法:同步采集7例肝肿瘤患者胸腹部的光学体表运动信息和千伏级X射线透视影像,选取其中3例患者数据利用主成分分析与偏最小二乘回归结合的方法计算不同体表感兴趣区域与膈肌运动的相关系数,选择相关系数最大的体表感兴趣区域作为光学体表监控区。首先,使用全卷积网络模型自动识别透视图像中膈肌顶点的位置;再利用随机森林方法建立体表与膈肌顶点运动的关联模型,基于体表运动信息实时预测膈肌顶点运动轨迹;最后,把自动跟踪的膈肌顶点位置与放疗医生手动勾画位置进行对比,以评估模型精度。结果:3例患者的体表感兴趣区域与膈肌运动的平均相关系数在前后(AP)方向最高达到(0.73±0.01)mm,上下(SI)方向最高达到(0.88±0.01)mm。自动跟踪模型预测结果与手动勾画位置的平均绝对误差和均方根误差SI方向分别为(3.09±0.79)mm和(3.89±0.89)mm,AP方向分别为(1.42±0.43)mm和(1.78±0.46)mm。结论:体表呼吸运动与体内膈肌运动是相关的,在放疗过程中基于光学体表运动信息可以实时跟踪体内膈肌顶点运动,该技术可用于胸腹部肿瘤放疗期间膈肌附近肿瘤的实时及无创运动管理。

3DX线透视影像导航治疗关节内和近关节骨折——早期经验报告

目的利用术中获得的3D透视影像导航关节内和近关节骨折的复位与固定。方法根据标准X线片和3DCT扫描重建图像,进行术前骨折分析。用Stryker导航系统导航胫骨平台骨折、胫骨远端关节内和近关节骨折的复位和固定。结果共治疗了11例胫骨平台骨折、5例Pilon骨折和1例股骨髁部骨折。所有骨折均可经小切口中空螺钉固定主要骨折块。结论联合应用术中3D透视影像和CT的导航系统有助于减少微创技术固定关节内骨折时的X线暴露,其准确性可接受。

利用CBCT透视影像监测5例肝癌患者的肿瘤运动

[目的]分析放疗实施过程中肝癌患者肿瘤运动,并为其提供参考。[方法]利用医科达Synergy加速器机载的CBCT,获取5例肝癌患者的连续透视影像,测量患者呼吸运动和肿瘤运动,分析肿瘤运动特点。[结果]通过研究透视影像掌握患者肝部肿瘤运动。自由呼吸时,患者肝部肿瘤运动与呼吸运动表现出高度相关性,5例患者呼吸运动周期为2.2~3.2s,肝部肿瘤在头脚方向的呼吸动度为8~16 mm。[结论 ]通过CBCT透视影像总结了肝癌患者肿瘤运动的特点,为放疗过程中肿瘤运动监测提供了思路。

基于透视强度影像特征的点云配准算法

针对大规模测绘项目,靶标的布设和定位通常耗费大量人力。本文提出基于透视强度影像特征的点云配准算法,对于站—站配准,首先利用点云数据生成待配准点云的透视强度影像;其次,从强度影像中提取角点,通过特征匹配的方法确定同名点,并将同名点的像点坐标转换为物方三维坐标;最后,依据同名点的三维坐标,基于奇异值分解方法估计站—站之间的配准参数,并在配准参数解算过程中使用随机抽样一致算法剔除同名点粗差。通过实验结果验证该方法的稳健性和有效性。

医疗检查影像再现的一种方法

X线机透视影像增强电视和计算机管理系统以灵敏度高,对比度好,分辩率高,图像清晰稳定而被世人称赞.但它的影像不能携带和存档,使病人和医生觉得不便,尤其不便观察结核和骨折病人的药效和疗效,因为前后病情无法对比.广大临床医生和病人提出:观察设备要革新,要使高科技影像信息充分显示,要使现代先进影像检查设备性能优点得到充分发挥,以提高临床诊断准确率.临床要求配置既不失真而且又能使图像放大且清晰的装置及教学装置以满足对密集型图像的识读和识教需要,还要加强装置机动性,为查房、会诊、样本收集等提供方便.为达到以上要求,作者进行多次操作和尝试,研究出一种提高透视影像质量以及可携带和存档的新技术,结果十分理想,实现了透视影像可携带,传递,以及存档的目的.这将给临床医生准确地掌握病情,观察药效,制订治疗方案,会诊,医学教学带来极大方便.

基于IMU的C形臂旋转角度定位方法的研究

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。

光聚合物防伪标识技术

"三维透视立体影像"光聚合物标识完全摈弃了传统的激光模压图像制作技术,利用薄膜对光的反射原理成像,可见光经过薄膜后.

健康成人下颈椎在体三维瞬时运动特点研究

目的 观察并测定健康成人生理载荷下下颈椎在体三维瞬时运动特点。方法 纳入17名无颈椎疾患的健康志愿者男8名,女9名;年龄23~41岁平均26岁。通过CT扫描联合Rhinoceros 4.0造模软件获得下颈椎三维模型,将该模型匹配到双X线透视影像系统（dual fluoroscopic imaging system,DFIS）捕获的前屈-后伸、左-右侧弯、左-右旋转体位时颈椎双斜位X线图像上,重现生理载荷下不同活动体位时颈椎三维瞬时运动状态通过在椎体几何中心建立三维坐标系定义X轴位于冠状面并指向左侧,Y轴位于矢状面并指向后侧,Z轴垂直于X-Y平面指向头侧。沿X、Y、Z轴的旋转角度分别定义为屈-伸旋转角度（α）、侧弯旋转角度（β）和左-右旋转角度（γ）,沿X,Y,Z轴的位移分别定义为左-右位移（x）、前-后位移（Y）和上-下位移（z）从而获得健康成人下颈椎在体三维运动6自由度数据。结果屈伸活动：除C_（6、7）节段前-后位移显著小于其余各节段（P〈0.05）外,其余各节段间前-后、左-右、上-下位移比较差异均无统计学意义（P〉0.05）;屈-伸旋转角度在C_（4、5）和C_（5、6）节段最大（P〈0.05）、C_（6、7）节段最小（P〈0.05）左-右旋转角度C_（4,5）节段明显大于C_（5、6）和C_（6、7）节段（P〈0.05）;各节段间侧弯旋转角度比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。侧弯活动：除C_（3、4）节段前-后位移显著大于C_（4,5）节段,C_（6、7）节段上-下位移显著小于C_（3、4）和C_（4、5）节段（P〈0.05）外,其余各节段间各项位移间比较差异均无统计学意义（P〉0.05）;除C_（3、4）节段左-右旋转角度显著大于C_（5、6）及C_（6、7）节段（P〈0.05）外其余各节段间各项旋转角度比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。旋转活动：除C_（3、4）节段左-右旋转角度显著大于C_（4、5）和C_（6、7）节段（P〈0.05）外,其余各节段间各项位移及旋转角度比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。结论健康成人下颈椎在体三维瞬时运动具有不同特点,为进一步了解颈椎的生理活动功能提供了参考。