計算機輔助手術(shù)(CAS)系統(tǒng)框架及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、計算機輔助手術(shù)(Computer Assisted Surgery，CAS)系統(tǒng)是當今醫(yī)學領(lǐng)域研究的熱點之一，給臨床診斷和手術(shù)治療帶來了巨大的進步。其基于圖像引導、手術(shù)計劃和導航定位的手術(shù)模式，有效地解決了傳統(tǒng)外科手術(shù)中病灶的定位問題，提高了手術(shù)的成功率。CAS使微型入侵手術(shù)(Micro Invasive Surgery，MIS)、遠程手術(shù)和機器人手術(shù)成為可能，是未來外科手術(shù)的發(fā)展方向。因此，研究CAS系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)有重要意義。

2、 本文圍繞CAS系統(tǒng)，完成了以下幾個方面的研究工作： (1) 詳盡地闡述了CAS系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、現(xiàn)狀和應用前景。 (2) 對CAS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和CAS的流程進行了剖析。 (3) 根據(jù)DICOM 3.0標準協(xié)議，分析了DICOM 3.0標準醫(yī)學圖像文件和DICOM數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)，完成了文件的解讀模塊。 (4) 分析了基于最大互信息的醫(yī)學圖像配準算法的理論基礎(chǔ)；引入了混合優(yōu)化算法，解決了基本算法中

3、由局部極值帶來的優(yōu)化困難的問題；利用互信息函數(shù)中“安全區(qū)域”的客觀存在，提出了基于特征點互信息預配準的加速型最大互信息配準算法，并融合多灰度級和多分辨率加速策略。經(jīng)過大量配準實驗證明，改進型算法穩(wěn)健性更強，配準速度更快。 (5) 基于VTK(Visualization ToolKit)，完成了DICOM醫(yī)學圖像的三維表面重建和體積重建。 (6) 在上述工作的基礎(chǔ)上，基于Visual C++. Net 2003開發(fā)了計