多模態(tài)影像融合導(dǎo)航配準(zhǔn)速度及配準(zhǔn)精準(zhǔn)性的實(shí)驗(yàn)及初步臨床研究.pdf

1、目的：
　　1、研發(fā)一種超聲圖像與CT圖像融合配準(zhǔn)的導(dǎo)航軟件-“OBERON影像引導(dǎo)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)”，并通過(guò)腹部仿真體模實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其配準(zhǔn)的精準(zhǔn)性與耗時(shí)。
　　2、通過(guò)腹部多點(diǎn)間的相對(duì)位姿變化獲取呼吸運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證OBERON軟件在特定呼吸時(shí)相下融合配準(zhǔn)的精準(zhǔn)性。
　　3、研究反映人體體表呼吸運(yùn)動(dòng)最敏感的位置點(diǎn)的組合，并通過(guò)初步臨床研究驗(yàn)證OBERON軟件在特定呼吸時(shí)相下進(jìn)行精確融合配準(zhǔn)的可行性。
　　方

2、法：
　　1、在磁導(dǎo)航條件下，對(duì)腹部仿真體模進(jìn)行超聲與CT圖像融合配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比OBERON軟件和商業(yè)化軟件在配準(zhǔn)誤差及耗時(shí)方面的差異，驗(yàn)證OBERON軟件在腹部仿真體模配準(zhǔn)中的精準(zhǔn)性。
　　2、運(yùn)用數(shù)學(xué)算法獲取體表傳感器的位姿信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)，并轉(zhuǎn)換成呼吸時(shí)相的誤差;建立巴馬小型豬原位碘化油模擬肝腫瘤模型，選取肝內(nèi)不同位置（左外葉近肝表面、左外葉內(nèi)部、右外葉近肝表面、右外葉內(nèi)部）及不同大小(直徑5m

3、m和15mm)的8個(gè)點(diǎn)作為配準(zhǔn)的目標(biāo)點(diǎn)，在呼吸運(yùn)動(dòng)條件下，采用OBERON軟件分別對(duì)加呼吸監(jiān)測(cè)模塊（實(shí)驗(yàn)組）及不加呼吸監(jiān)測(cè)模塊（對(duì)照組）的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行融合配準(zhǔn)，并將兩組及實(shí)驗(yàn)組內(nèi)各點(diǎn)的配準(zhǔn)誤差分別進(jìn)行比較，考察OBERON軟件的呼吸監(jiān)測(cè)模塊降低呼吸運(yùn)動(dòng)造成的配準(zhǔn)誤差的能力。
　　3、通過(guò)體表多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)位姿變化獲取反映呼吸運(yùn)動(dòng)最為敏感的體表位置點(diǎn)的組合;選取符合入組條件的18例病人，采用與術(shù)中相同的體位，并用定位袋對(duì)體位進(jìn)行固定

4、，應(yīng)用OBERON軟件分別對(duì)加呼吸監(jiān)測(cè)模塊（實(shí)驗(yàn)組）及不加呼吸監(jiān)測(cè)模塊（對(duì)照組）的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行融合配準(zhǔn)，并將兩組的配準(zhǔn)誤差分別進(jìn)行比較，驗(yàn)證OBERON軟件的呼吸監(jiān)測(cè)模塊在臨床應(yīng)用中的可行性。
　　結(jié)果：
　　1、OBERON軟件在腹部仿真體模的多模態(tài)影像融合配準(zhǔn)中得到了較好的實(shí)現(xiàn)，共進(jìn)行了74組實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)組融合配準(zhǔn)誤差為（3.21±0.79）mm，耗時(shí)為（37.82±15.06）s，對(duì)照組的融合配準(zhǔn)誤差為（3.32±0.

5、58）mm，耗時(shí)為(91.69±33.81)s，兩組配準(zhǔn)誤差差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，兩組配準(zhǔn)時(shí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。
　　2、OBERON軟件能夠較好的顯示呼吸時(shí)相的誤差;兩組實(shí)驗(yàn)豬肝內(nèi)8個(gè)點(diǎn)的目標(biāo)點(diǎn)的融合配準(zhǔn)操作均順利完成，實(shí)驗(yàn)組在每個(gè)點(diǎn)的配準(zhǔn)誤差均小于對(duì)照組(P＜0.01);實(shí)驗(yàn)組內(nèi)，肝左外葉內(nèi)、右外葉近肝表面及右外葉內(nèi)的目標(biāo)點(diǎn)配準(zhǔn)誤差大小相當(dāng)(P＞0.05)，但肝左外葉近表面的目標(biāo)點(diǎn)的配準(zhǔn)誤差大于其余

6、各點(diǎn)的誤差(P＜0.05)。
　　3、本研究中18例男性病人，體表最佳位置點(diǎn)的組合能夠敏感地反應(yīng)患者呼吸運(yùn)動(dòng);兩組配準(zhǔn)誤差大小分別為:實(shí)驗(yàn)組(3.41±0.39)mm，對(duì)照組(3.71±0.34)mm，兩組誤差大小差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。
　　結(jié)論：
　　1、OBERON軟件可順利進(jìn)行融合配準(zhǔn)工作，配準(zhǔn)誤差可以控制在理想的范圍內(nèi)，同時(shí)耗時(shí)較目前商業(yè)化軟件縮短。
　　2、應(yīng)用OBERON軟件可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼