| 【论文摘要】 |
随着医学和计算机科学的迅速发展,计算机辅助手术已成为现代外科手术的研究热点。神经外科手术导航系统是计算机辅助手术的一个重要应用方向,它能够帮助医生选择最佳手术路径和减小手术损伤,实现手术的方便快捷和微创,提高手术成功率。
本文研究了神经外科手术导航系统及其两项关键技术——空间配准和空间变换。首先,给出了神经外科手术导航系统软硬件设计和组成,并分别对其中的关键部件进行了详细的阐述,通过比较各种不同类型的立体定位方法,选择了精度较高的被动红外光学立体定位系统,它可以获得病人实体的三维空间坐标和四元数信息;然后,将坐标尺度计算引入到空间配准技术中,有效地实现了基于尺度计算的特征点集空间配准,获得了比传统的特征点集空间配准算法更为精确的配准效果;最后,为了克服空间变换只能进行位置变换的缺点,引入了基于四元数的方向信息,使得手术空间、参考空间和虚拟三维图像空间相互之间能够进行空间位置和方向变换,使医生能够清晰地在三维图像上观察手术工具的位置和姿态。
本文提出的空间配准和空间变换算法已成功地应用于盈谷科技公司的伽利略手术导航系统中。较之传统的空间配准和空间变换算法,它们更能准确地将病灶和手术工具... |
