圖像三維重建技術在神經外科手術機器人系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、目前醫(yī)療外科手術機器人已經成為國內外研究機構研究的熱點.醫(yī)學影像數(shù)據可視化技術是應用其中的—項關鍵技術,它的研究給醫(yī)學領域帶來了重大的變革.通過計算機可視化過程,可將原始獲得醫(yī)學影像數(shù)據(如CT、MRI數(shù)據等)進行重構,以直觀、生動、形象地方式展現(xiàn)在人們面前,為病灶的準確診斷、制定行之有效的手術路徑提供豐富的資料.因此,對醫(yī)學影像數(shù)據進行重建的研究使醫(yī)療外科手術機器人系統(tǒng)更加精確可靠.該文主要對以下內容作了詳細的論述:首先對醫(yī)療機器人的

2、國內外發(fā)展狀況,以及機器人輔助立體定向神經外科手術系統(tǒng)進行概述性描述,并介紹了其相關的關鍵技術.然后分析了關于醫(yī)學數(shù)字圖像與通信標準(DICOM)包含的內容,闡述了CT圖像輪廓提取的相關問題.CT圖像的輪廓提取質量的好壞直接影響到圖像的三維重建的效果.主要討論拉普拉斯算子銳化、一種迭代求圖像最佳分割閾值的算法,以及采用一種"探測準則"和"跟蹤準則"進行輪廓跟蹤和提取.接著對關于CT圖像輪廓線三維重建問題作了詳細的討論.介紹如何解決二維輪

3、廓線重構三維形體的問題,包括單輪廓線之間的三維形體重構和多輪廓線之間的三維形體重構.在多輪廓線重建問題中介紹如何解決輪廓線之間的面片拼接、對應、分支等問題.另外闡述了圖像空間到機器人操作空間映射的原理,以及如何建立定位標記點坐標系來得到轉換矩陣實現(xiàn)空間映射變換,提出一種方法.在上述理論和算法的基礎上,采用Visual C++開發(fā)環(huán)境和OpenGL圖形庫設計一個實驗手術系統(tǒng).包括系統(tǒng)的總體設計、數(shù)據結構設計及功能的詳細設計.系統(tǒng)由路徑規(guī)劃