計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)（Computer Assisted Surgery，CAS）是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點之一，它對于確定病灶位置、制定最佳手術(shù)方案和保證手術(shù)成功等具有十分重要的意義，它的出現(xiàn)給臨床診斷和手術(shù)治療帶來了巨大的進步。其基于圖像引導(dǎo)，導(dǎo)航定位的手術(shù)模式有效地解決了傳統(tǒng)外科手術(shù)中病灶定位的難題，降低了手術(shù)的風險。同時CAS的不斷發(fā)展使微型入侵手術(shù)手術(shù)、遠程手術(shù)、機器人手術(shù)成為可能。因此，研究CAS系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)具有十分重要的

2、現(xiàn)實意義。 本文圍繞CAS系統(tǒng)，主要完成了以下幾個方面的研究工作： 1. 詳盡地闡述了CAS系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。 2. 剖析了CAS系統(tǒng)的運作流程及其關(guān)鍵技術(shù)。 3. 根據(jù)DICOM 3.0標準，分析了DICOM標準醫(yī)學(xué)圖像文件及其數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)，完成圖像文件的解讀工作。 4. 分析了圖像中定位標志點的特點，介紹了數(shù)學(xué)形態(tài)法的基本原理，利用數(shù)學(xué)形態(tài)法對圖像中的標志點進行自動識別，解決了

3、手工定位標志點所帶來的繁瑣、耗時和精度低的問題。另外基于標志點的特征提出了直接在三維圖像上搜索和定位標志點的算法，經(jīng)試驗驗證具有良好的識別精度和速度。 5. 研究了目前最新的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，對光學(xué)定位系統(tǒng)進行了詳盡的闡述，介紹了NDI公司的多款定位器及其在現(xiàn)實手術(shù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。 6. 利用定位系統(tǒng)和術(shù)前重建模型，對術(shù)中數(shù)據(jù)和術(shù)前數(shù)據(jù)進行空間配準。配準算法主要分為兩種：基于矩陣單值分解的配準算法以及基于四元數(shù)的最近點迭代法。