血管微創(chuàng)介入手術(shù)導(dǎo)管導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、借助于導(dǎo)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(shù)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療方式的一項革命性突破，它具有傳統(tǒng)外科手術(shù)無法比擬的優(yōu)點，即手術(shù)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(dǎo)航圖像作為介入手術(shù)插管過程中導(dǎo)管的導(dǎo)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(shù)要求過高，錯誤和重復(fù)的操作使得導(dǎo)管不易導(dǎo)向的同時，還會進一步損傷血管。在前期工作基礎(chǔ)上，本文改進了漫游導(dǎo)航路徑規(guī)劃算法和手術(shù)導(dǎo)航方法，增加了碰撞

2、檢測技術(shù)，并將這些關(guān)鍵的功能模塊進行集成，完善了輔助主動導(dǎo)管定位與導(dǎo)向的三維可視化導(dǎo)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(chǔ)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(dǎo)

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(shù)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(gòu)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(shù)，實現(xiàn)血管微創(chuàng)介入手術(shù)圖像引導(dǎo)導(dǎo)航過程中主動導(dǎo)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(shù)三維虛擬環(huán)境的真實性和沉浸感，并且對主動導(dǎo)管導(dǎo)航有著極其重要的輔助作用。
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