基于fNIRS的神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)軟件開發(fā).pdf

1、目前神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)普遍存在的問題是：無法克服手術(shù)中腦脊液流失，腦腫脹等引起的腦組織移位，術(shù)中無法實時識別組織與靶點。利用fNIRS技術(shù)輔助導(dǎo)航，為這一問題的解決提供了新的方法。該技術(shù)利用fNIRS和醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)特性，找出最佳關(guān)聯(lián)因子，建立二者之間的數(shù)學(xué)關(guān)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(dǎo)手術(shù)路徑的實時糾錯。
　　 本文對fNIRS輔

2、助導(dǎo)航中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)：fNIRS與磁共振數(shù)據(jù)的相關(guān)性，三維可視化技術(shù)和手術(shù)路徑規(guī)劃與糾偏技術(shù)進(jìn)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(guān)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(biāo)路徑的角度和方位，進(jìn)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(shù)導(dǎo)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(shù)導(dǎo)航技術(shù)，解決了術(shù)中靶點偏移問題；(2)對傳統(tǒng)的光線投影體繪制算法進(jìn)行了改進(jìn)，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