血管微創(chuàng)介入手術導管導航技術研究.pdf

1、借助于導管進入人體血管病變部位進行治療的血管微創(chuàng)介入手術是現(xiàn)代醫(yī)學治療方式的一項革命性突破，它具有傳統(tǒng)外科手術無法比擬的優(yōu)點，即手術出血少，創(chuàng)傷小，愈合期短等。目前，臨床中普遍采用X射線與造影劑獲得的二維導航圖像作為介入手術插管過程中導管的導向依據(jù)。由于其缺乏交互性及三維直觀感，對醫(yī)生的操作技術要求過高，錯誤和重復的操作使得導管不易導向的同時，還會進一步損傷血管。在前期工作基礎上，本文改進了漫游導航路徑規(guī)劃算法和手術導航方法，增加了碰撞

2、檢測技術，并將這些關鍵的功能模塊進行集成，完善了輔助主動導管定位與導向的三維可視化導航軟件系統(tǒng)。
　　研究了三維物體中心線的提取方法，詳細論述了基于距離變換方法和梯度場方法實現(xiàn)物體中心線提取的過程。針對前者提取出的中心線存在連通性較差的問題，在物體距離變換的基礎上用梯度場方法使其得到成功的解決，并通過中心線提取實驗進行了驗證。在提取出的血管三維模型中心線上選擇起點和終點，用簡單高效且易于實現(xiàn)的Bezier曲線對其進行平滑生成漫游導

3、航路徑，然后沿平滑后的路徑控制虛擬相機進行虛擬內(nèi)窺漫游，做術前規(guī)劃。
　　采用基于OBB層次包圍盒的碰撞檢測算法，研究了OBB層次包圍盒的固有特性，通過構建OBB和OBB層次包圍盒樹、包圍盒間以及基本幾何元素間重疊測試等技術，實現(xiàn)血管微創(chuàng)介入手術圖像引導導航過程中主動導管及血管三維模型間的碰撞檢測。檢測過程具有良好的實時性和精確性，不僅增強了手術三維虛擬環(huán)境的真實性和沉浸感，并且對主動導管導航有著極其重要的輔助作用。
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