一种基于惯性传感的自适应手术导航方法

针对介入式内窥手术中手术器械实时定位的需要,提出基于惯性导航的手术定位方法,该方法既能够有效避免传统光学定位(OPT)中视线遮挡引发的定位区域受限问题,又能够克服电磁定位(EMT)对磁场干扰过于敏感的问题。从姿态估计与位置定位两个方面分析了传感器干扰的影响,并改进了已有的抗干扰技术。实验结果表明,在磁干扰情况下,姿态估计的误差在3°以内,位置测量的误差在4 mm以内,均达到临床应用要求。     

基于FPGA的单探测器偏振OCT信号解调系统设计

为了探测组织的双折射性质,搭建了以FPGA作为处理芯片的单探测器偏振OCT系统.FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏功能模块构建数字正交解调电路,提取偏振OCT干沙信号,获取组织的反射率信息和双折射信息.获取的数据经USH2.0接口送入计算机显示.对玻片和生物组织进行信号解调实脸,结果表明,系统能够对偏振OCT信...     

医学超声内镜中同步编码激励技术的设计与实现

为了提高医学超声内镜系统中的探测深度、分辨率及成像质量,在超声内镜成像系统中采用编码激励技术,首次将普遍用于开关电源电路设计中的"半桥"电路引入超声内镜编码激励电路.在只有正电压电源供电的情况下产生正负高压激励脉冲,利用电机转动的编码信号,设计了基于CPLD的同步编码激励电路,在保证与超声内镜主机FPGA同步的基础上,简化了超声内镜系统内信号的传递.实验中,同步编码激励电路发射的编码激励信号与理论码型一致,通过人体体模实验,获得的回波波形幅度达1.0Vpp,噪声20×10-3VPP~30×10-3Vpp,信噪比高达34 dB,波形与仿真结果一致.     

一种用于介入式内窥手术的多传感融合定位方法

在介入式内窥手术中,需要对手术器械精确定位。传统电磁定位(EMT)方法因稳键性低、复杂度高,难以应用于临床。为解决上述问题,在电磁系统的基础上加入惯性传感单元(IMU),实现了多传感定位方法。多种传感信息的融合可提高系统的抗干扰能力。同时,惯性子系统可降低电磁系统的复杂度,提高整体的实用性。实验结果表明,姿态跟踪误差低于1°,位置定位误差低于3mm;即使存在干扰,姿态误差也可被控制在3.5°以内。精度达到临床应用要求。     

用于医学超声内窥成像的编码激励技术

为了提高医学超声内窥系统中图像的信噪比,将编码激励技术引入超声成像系统.仿真研究了编码长度和换能器相对带宽对成像信噪比（SNR）提升的影响.发现在采用长度较短的2-5位Barker编码激励时,成像信噪比的提升在编码长度为4位时达到峰值,且信噪比的提升随换能器相对带宽的增加而增加.基于超声内窥成像系统的编码激励实验表明,在峰值激励电压为25 V和换能器相对带宽为20%的情况下,采用编码激励技术能够获得1.85 dB的成像信噪比提升.     

基于光谱法的内窥光学相干层析扫描成像系统的研究

结合了内窥镜和光谱OCT (spectral domain optical coherence tomography, SDOCT) 技术,介绍了SDOCT的成像原理和系统的一些参数.利用光谱仪对干涉仪产生的干涉信号进行光谱展开,得到光谱解析干涉图样,设计算法以获取样品的深度信息.搭建基于光谱干涉法的光纤化SDOCT内窥成像系统,利用电机驱动直角反射棱镜旋转,对样品扫描成断层图像.采用多层盖玻片作为样品进行旋转扫描成像实验,获得的样品图像同时显示了样品的表面和深度的信息,表明该方法可以旋转扫描成像.     

基于FPGA的超声信号数字正交解调器

利用FPGA设计用于检测微弱超声信号的数字正交解调器.将经高速A/D采样的数字信号分为两路正交的基带信号,通过数字混频、低通滤波和数据抽取,最后从两路正交基带信号中提取出超声回波信号的幅度信息.本文对数字正交解调进行了理论分析,并分别利用FPGA中的内建RAM实现数控振荡器,内嵌乘法器实现数字混频,IP核实现低通滤波器,及宏模块实现数学运算.对玻璃杯的扫描成像实验结果,证明了设计的正确性.     

基于FPGA的电子内窥镜CCD彩色图像采集与显示系统

本文介绍了电子内窥镜ＣＣＤ图像采集和显示系统的研究与实现,并主要论述了以现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）为系统控制核心的ＣＸＣＤ图像放视频显示缓存管理及窗口控制,以及基于锁相原理的系统时钟的包括同步信号发生电路和高频主时钟电路。     

基于灰度梯度的数字图像评价函数

提出用图像灰度梯度向量模方和、Roberts梯度和与拉普拉斯(8邻域微分)算子和作为数字图像的评价函数。建立了上述几种评价函数的数学模型,针对离焦模糊和运动模糊等情况分别给出了实验结果,并进行了比较。它们都有无偏性好、单峰性强、灵敏度高等特点,可用于离焦模糊和运动模糊情况的评价,且灰度梯度向量模方和最理想。     

利用单模光纤实现干涉条纹实时控制

本文利用单模光纤输出端的微小位移实现了全息干涉条纹的实时控制。解决了利用全息干涉测量法测量物体变化时,由于刚体变形过大使全息干涉条纹判读困难等问题。