在传统前列腺介入手术机器人进行穿刺手术过程中,医生需要对穿刺手术过程进行实时监控,传统的监控手段是使用超声图像系统对人体组织和穿刺针的相对位置进行实时检测,然而超声图像系统的稳定性和准确性较差。MR图像的分辨率较高,可以清晰显示出前列腺及周围组织,但是MR图像获取时间较长,需要借助核磁环境,不适合手术中使用。因此本文提出一种基于TRUS-MR图像配准的前列腺引导穿刺系统,可以在术前获取到患者的前列腺MR图像,将术中的TRUS图像与术前的MR图像进行配准,提高活检检出率和减少并发症的机率,本文对基于TRUS-MR图像配准的前列腺引导穿刺系统进行研究。首先,提出一种基于活动带和边界算子的水平集前列腺超声图像轮廓提取算法,该算法在传统水平集方法的基础上,通过加入环形区域上不断更新的能量函数和边界算子函数,来约束初始轮廓曲线的演化,并通过分析对比实验的数据,验证该方法的可行性和精确性。其次,提出一种基于先验形状的水平集前列腺MR图像轮廓提取方法,通过在初始轮廓曲线中加入一个融入先验信息的能量函数,提高了该算法的适应能力,并通过分析对比实验的数据,验证该方法的可行性和精确性。使用3D Slicer软件对已提取的前列腺MR时间序列进行三维重建。再次,对前列腺MR三维模型和前列腺TRUS图像进行配准,通过人工给定的方向信息和通过ANSYS软件对前列腺三维模型进行有限元分析得到的形变约束信息进行配准。最后搭建了对基于TRUS-MR图像配准的前列腺引导穿刺系统的实验平台,本文使用MATLAB和3D Slicer软件进行了模拟实验,并进行了误差分析。验证本文提出的对基于TRUS-MR图像配准的前列腺引导穿刺系统具有更高的精确度和稳定性。