數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，內(nèi)窺鏡已經(jīng)被廣泛用于疾病診斷，內(nèi)窺鏡可以為醫(yī)生提供人體內(nèi)臟組織圖像用于疾病的診斷。由于檢查時內(nèi)窺鏡探頭位于人體體內(nèi)，其在人體內(nèi)的位置和角度均不可見，醫(yī)生只能依據(jù)其采集到的圖像，憑借經(jīng)驗判斷與圖像對應(yīng)的人體組織，這不僅造成了圖像識別的不便，而且容易產(chǎn)生誤判，因此，需要一種有效的內(nèi)窺鏡體內(nèi)實時定位技術(shù)。數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)是將醫(yī)學(xué)人體數(shù)據(jù)庫技術(shù)與內(nèi)窺鏡定位技術(shù)相結(jié)合的醫(yī)療輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用磁場定位原理，分別利用磁場傳感器和加速

2、度傳感器采集磁場和重力場信息，經(jīng)過信號處理，得到內(nèi)窺鏡探頭在人體內(nèi)部的位置和角度，并利用PC機將內(nèi)窺鏡探頭的虛擬圖像在數(shù)字人內(nèi)部再現(xiàn)，從而實時地顯示內(nèi)窺鏡在人體內(nèi)的位置和探測角度。
　　 本文詳細闡述了系統(tǒng)的定位原理和方案設(shè)計，介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，對在實驗室條件下的定位實驗結(jié)果進行了詳細的分析。主要工作總結(jié)如下：⑴設(shè)計了數(shù)字人虛擬定位系統(tǒng)的整體方案和定位原理，系統(tǒng)采用磁場定位方式。在學(xué)習(xí)國內(nèi)外現(xiàn)有的磁場定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計

3、了角度定位和位置定位相互分離的定位方式和定位算法，大大降低了磁場定位算法的復(fù)雜性，提高了定位系統(tǒng)的實時性。相對于國內(nèi)外其他磁場定位方式，該定位系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計和定位原理上的獨創(chuàng)性，相關(guān)技術(shù)已申請國家發(fā)明專利；⑵設(shè)計并制作了系統(tǒng)定位實驗所需的坐標(biāo)平臺，為實驗室條件下進行定位實驗，提供了機械結(jié)構(gòu)方面的測量和定位裝置。制作了系統(tǒng)硬件電路，包括傳感器電路板、微處理器電路板、串口、I2C接口等，利用VC語言編寫了具有人機交互界面的系統(tǒng)應(yīng)用程序，實