多模態(tài)影像融合導(dǎo)航配準(zhǔn)速度及配準(zhǔn)精準(zhǔn)性的實驗及初步臨床研究.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)”，并通過腹部仿真體模實驗驗證其配準(zhǔn)的精準(zhǔn)性與耗時。
　　2、通過腹部多點間的相對位姿變化獲取呼吸運動規(guī)律，并通過動物實驗驗證OBERON軟件在特定呼吸時相下融合配準(zhǔn)的精準(zhǔn)性。
　　3、研究反映人體體表呼吸運動最敏感的位置點的組合，并通過初步臨床研究驗證OBERON軟件在特定呼吸時相下進行精確融合配準(zhǔn)的可行性。
　　方

2、法：
　　1、在磁導(dǎo)航條件下，對腹部仿真體模進行超聲與CT圖像融合配準(zhǔn)實驗，對比OBERON軟件和商業(yè)化軟件在配準(zhǔn)誤差及耗時方面的差異，驗證OBERON軟件在腹部仿真體模配準(zhǔn)中的精準(zhǔn)性。
　　2、運用數(shù)學(xué)算法獲取體表傳感器的位姿信息，經(jīng)計算機處理來實現(xiàn)對呼吸運動的監(jiān)測，并轉(zhuǎn)換成呼吸時相的誤差;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個點作為配準(zhǔn)的目標(biāo)點，在呼吸運動條件下，采用OBERON軟件分別對加呼吸監(jiān)測模塊（實驗組）及不加呼吸監(jiān)測模塊（對照組）的各個點進行融合配準(zhǔn)，并將兩組及實驗組內(nèi)各點的配準(zhǔn)誤差分別進行比較，考察OBERON軟件的呼吸監(jiān)測模塊降低呼吸運動造成的配準(zhǔn)誤差的能力。
　　3、通過體表多個傳感器的實時位姿變化獲取反映呼吸運動最為敏感的體表位置點的組合;選取符合入組條件的18例病人，采用與術(shù)中相同的體位，并用定位袋對體位進行固定

4、，應(yīng)用OBERON軟件分別對加呼吸監(jiān)測模塊（實驗組）及不加呼吸監(jiān)測模塊（對照組）的各個點進行融合配準(zhǔn)，并將兩組的配準(zhǔn)誤差分別進行比較，驗證OBERON軟件的呼吸監(jiān)測模塊在臨床應(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)中得到了較好的實現(xiàn)，共進行了74組實驗操作，實驗組融合配準(zhǔn)誤差為（3.21±0.79）mm，耗時為（37.82±15.06）s，對照組的融合配準(zhǔn)誤差為（3.32±0.

5、58）mm，耗時為(91.69±33.81)s，兩組配準(zhǔn)誤差差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，兩組配準(zhǔn)時間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。
　　2、OBERON軟件能夠較好的顯示呼吸時相的誤差;兩組實驗豬肝內(nèi)8個點的目標(biāo)點的融合配準(zhǔn)操作均順利完成，實驗組在每個點的配準(zhǔn)誤差均小于對照組(P＜0.01);實驗組內(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)點的配準(zhǔn)誤差大于其余

6、各點的誤差(P＜0.05)。
　　3、本研究中18例男性病人，體表最佳位置點的組合能夠敏感地反應(yīng)患者呼吸運動;兩組配準(zhǔn)誤差大小分別為:實驗組(3.41±0.39)mm，對照組(3.71±0.34)mm，兩組誤差大小差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。
　　結(jié)論：
　　1、OBERON軟件可順利進行融合配準(zhǔn)工作，配準(zhǔn)誤差可以控制在理想的范圍內(nèi)，同時耗時較目前商業(yè)化軟件縮短。
　　2、應(yīng)用OBERON軟件可以實時監(jiān)測呼