主動(dòng)導(dǎo)管圖像引導(dǎo)技術(shù)研究.pdf

1、微創(chuàng)血管介入治療技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域中最具革命性的突破之一。相對(duì)于傳統(tǒng)的外科手術(shù)形式，它具有創(chuàng)傷小、出血少和術(shù)后恢復(fù)快等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是手術(shù)導(dǎo)管的介入多是在X射線顯影形成的二維圖像下實(shí)施的，它對(duì)醫(yī)生的操作水平有著很高的要求，導(dǎo)致了手術(shù)的成功率不高。針對(duì)這些缺點(diǎn)，本文對(duì)導(dǎo)管的三維圖像引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　在對(duì)三維血管模型中心線提取的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了穿刺點(diǎn)到靶點(diǎn)的導(dǎo)航路徑規(guī)劃，并以此為依據(jù)，設(shè)置虛擬

2、內(nèi)窺視圖，為導(dǎo)管的介入提供了直觀的導(dǎo)航信息。
　　實(shí)現(xiàn)了基于軸對(duì)齊包圍盒(AABB)原理的碰撞檢測(cè)。通過構(gòu)建導(dǎo)管與血管模型的AABB層次包圍盒樹，對(duì)包圍盒之間進(jìn)行相交測(cè)試，進(jìn)而對(duì)基本幾何元素三角面片進(jìn)行相交測(cè)試，實(shí)時(shí)提供介入過程中導(dǎo)管與血管壁之間的碰撞信息。
　　對(duì)血管模型的動(dòng)態(tài)顯示進(jìn)行初步的研究，基于彈簧質(zhì)點(diǎn)模型原理對(duì)血管的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真。在靜態(tài)血管模型中采用三角面片表現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)血管加入彈簧質(zhì)點(diǎn)的物理屬性，通過設(shè)置虛擬

3、血液壓強(qiáng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。
　　構(gòu)建了主動(dòng)導(dǎo)管圖像導(dǎo)航系統(tǒng)，將系統(tǒng)分為幾何模型模塊，用戶交互模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，圖像顯示模塊四部分，并研究了介入手術(shù)的軟件仿真訓(xùn)練，在圖像導(dǎo)航系統(tǒng)中加入了軟件仿真訓(xùn)練模塊，為手術(shù)醫(yī)生提供便捷的訓(xùn)練平臺(tái)。
　　進(jìn)行了介入手術(shù)的插管導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)，利用最近點(diǎn)迭代算法對(duì)實(shí)際坐標(biāo)系與圖像坐標(biāo)系進(jìn)行空間配準(zhǔn)，利用電磁定位系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行空間三維定位，并在圖像上實(shí)時(shí)顯示導(dǎo)管與血管模型的三維相對(duì)位姿。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了誤