基于空間定位的經(jīng)皮肺穿刺圖像引導關鍵技術研究與實現(xiàn).pdf

1、肺部疾病和惡性腫瘤是目前全世界范圍內(nèi)致死率最高的疾病之一，而組織學診斷是肺部疾病定性診斷和治療的金標準。目前CT引導的經(jīng)皮肺穿刺手術是獲取肺部病變組織的最有效手段。但目前傳統(tǒng)肺穿刺手術會使病人反復被穿刺以及反復接受放射性輻射，并增加并發(fā)癥和不良的影響的風險，因此研究肺穿刺手術的新方法有著十分重要的意義。
　　本項目主要對經(jīng)皮肺穿刺手術導航的關鍵技術和最佳手術路徑規(guī)劃展開了研究，包括對于醫(yī)學DICOM圖像體數(shù)據(jù)重建，三維可視化技術，

2、圖像分割技術，空間配準方法進行了研究。在這些技術研究的基礎上，開發(fā)了一套應用于肺穿刺活檢手術的計算機手術導航系統(tǒng)。
　　本系統(tǒng)的難點在于整個系統(tǒng)框架的設計與實現(xiàn)，因為系統(tǒng)實現(xiàn)過程中包含許多圖像處理算法和三維空間定位技術，涉及到的算法多，而且有一定的難度。同時在設計過程中要考慮實際的臨床需要，盡量簡化系統(tǒng)操作流程和軟件操作流程，提供給醫(yī)生一個簡單、易用的圖像引導手術導航系統(tǒng)。
　　圖像處理技術和可視化算法是手術導航的基礎。研究

3、的重點包括體數(shù)據(jù)處理，可視化技術，圖像分割技術。在研究各種算法的基礎上改進了相關的算法使其滿足臨床肺穿刺手術的需求，比如可視化技術加入了二維與三維融合顯示，三維切割顯示等功能。
　　空間定位技術和空間坐標配準技術是手術導航系統(tǒng)的關鍵?？臻g定位技術和配準技術決定了手術導航系統(tǒng)的精確度，是決定手術導航系統(tǒng)成敗的關鍵。在研究了系統(tǒng)中不同的坐標系統(tǒng)的關系后，通過基于外部標志點的方法實現(xiàn)了導航系統(tǒng)的空間配準，而且配準精度也能滿足臨床手術需求

4、。
　　最終實現(xiàn)了基于三維空間定位的肺穿刺圖像引導系統(tǒng)，該系統(tǒng)在手術前能夠幫助醫(yī)生制定手術計劃，同時來能夠自動分析、設計手術路徑，進行手術模擬，在術中能夠?qū)崿F(xiàn)實時導航，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在不同三維視圖下進行圖像引導，同時根據(jù)臨床需要設計出了靶向圖和深度面圖進行穿刺引導，最終進行實驗驗證了系統(tǒng)的精確性，滿足臨床需要。
　　本文的創(chuàng)新點是提出了智能穿刺路徑分析算法，解決血管、氣管和肋骨遮擋的問題，并可進行穿刺手術術前路徑規(guī)劃，并且可以