主動導管圖像引導技術研究.pdf

1、微創(chuàng)血管介入治療技術是現(xiàn)代醫(yī)學治療領域中最具革命性的突破之一。相對于傳統(tǒng)的外科手術形式，它具有創(chuàng)傷小、出血少和術后恢復快等諸多優(yōu)點，因此在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的應用。但是手術導管的介入多是在X射線顯影形成的二維圖像下實施的，它對醫(yī)生的操作水平有著很高的要求，導致了手術的成功率不高。針對這些缺點，本文對導管的三維圖像引導技術進行了研究。
　　在對三維血管模型中心線提取的基礎上，實現(xiàn)了穿刺點到靶點的導航路徑規(guī)劃，并以此為依據(jù)，設置虛擬

2、內(nèi)窺視圖，為導管的介入提供了直觀的導航信息。
　　實現(xiàn)了基于軸對齊包圍盒(AABB)原理的碰撞檢測。通過構(gòu)建導管與血管模型的AABB層次包圍盒樹，對包圍盒之間進行相交測試，進而對基本幾何元素三角面片進行相交測試，實時提供介入過程中導管與血管壁之間的碰撞信息。
　　對血管模型的動態(tài)顯示進行初步的研究，基于彈簧質(zhì)點模型原理對血管的運動進行了仿真。在靜態(tài)血管模型中采用三角面片表現(xiàn)的基礎上，對血管加入彈簧質(zhì)點的物理屬性，通過設置虛擬

3、血液壓強進行運動仿真。
　　構(gòu)建了主動導管圖像導航系統(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，并研究了介入手術的軟件仿真訓練，在圖像導航系統(tǒng)中加入了軟件仿真訓練模塊，為手術醫(yī)生提供便捷的訓練平臺。
　　進行了介入手術的插管導航實驗，利用最近點迭代算法對實際坐標系與圖像坐標系進行空間配準，利用電磁定位系統(tǒng)對導管進行空間三維定位，并在圖像上實時顯示導管與血管模型的三維相對位姿。最后對系統(tǒng)進行了誤