基于fNIRS的神經(jīng)外科手術導航系統(tǒng)軟件開發(fā).pdf

1、目前神經(jīng)外科手術導航系統(tǒng)普遍存在的問題是：無法克服手術中腦脊液流失，腦腫脹等引起的腦組織移位，術中無法實時識別組織與靶點。利用fNIRS技術輔助導航，為這一問題的解決提供了新的方法。該技術利用fNIRS和醫(yī)學影像數(shù)據(jù)的關聯(lián)特性，找出最佳關聯(lián)因子，建立二者之間的數(shù)學關聯(lián)模型，將穿刺軌跡的磁共振灰度信息通過該模型轉(zhuǎn)化為fNIRS作為先驗知識，以穿刺軌跡錐形鄰域的圖像信息建立糾錯模型，引導手術路徑的實時糾錯。
　　 本文對fNIRS輔

2、助導航中所涉及的關鍵技術：fNIRS與磁共振數(shù)據(jù)的相關性，三維可視化技術和手術路徑規(guī)劃與糾偏技術進行了研究。首先，通過模擬膠實驗表明優(yōu)化散射系數(shù)隨深度變化曲線與同一針道軌跡上MRI灰度值存在高度相關性；其次，在MRI數(shù)據(jù)三維可視化處理中提出了一種綜合的光線投影體繪制加速算法，保證成像質(zhì)量的前提下提高了繪制速度，并實現(xiàn)基于三維體數(shù)據(jù)的半透明化處理和任意剖面切割：然后，實現(xiàn)基于三維體數(shù)據(jù)的穿刺路徑信息提取，利用平均Hausdorff距離算法

3、獲得在容差范圍內(nèi)的最佳匹配路徑，確定偏離目標路徑的角度和方位，進行路徑實時校正；最后，基于VC開發(fā)平臺利用VIK工具包開發(fā)了一套基于fNIRS的神經(jīng)外科手術導航系統(tǒng)軟件。
　　 本文主要創(chuàng)新點：(1)提出基于fNIRS的神經(jīng)外科手術導航技術，解決了術中靶點偏移問題；(2)對傳統(tǒng)的光線投影體繪制算法進行了改進，提出了一種綜合的光線投影加速算法，在保證成像質(zhì)量的前提下，提高了繪制速度；(3)利用平均Hausdorff距離算法實現(xiàn)路徑