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随着介入治疗在国内外的迅速兴起,以及医学成像技术、计算机图形图像处理技术的快速发展,对计算机辅助外科手术系统的研究已经成为了近年来国际上迅速发展的一个领域。计算机辅助外科手术系统能够完成病灶区域的确定,术前的手术路径规划和术中的实时导航。利用其图像可视化、高精度及稳定的特点,可避免医生因经验不足而造成的手术失误,大大的提高了手术的成功率,所以具有极广阔的临床应用前景。
本研究在借鉴国内外先进计算机辅助外科手术系统研究成果的基础上,结合本系统的实际需要,完成了一套基于CT图像导航的手术介入系统。该系统模拟了一个实施介入治疗的操作平台,包括用于导航的硬件设备和软件系统。该软件系统实现了CT图像的解析与显示,术前手术路径的规划和配准以及术中手术器械位置的实时检测和显示。本研究内容为软件系统的设计和实现,并重点对其中的关键技术进行了深入的研究。首先从软件系统的总体设计出发,分别介绍了工作流程的设计、功能模块的划分、两项关键技术以及使用的开发工具包。然后分析了开发工具IGSTK的总体框架设计,以及CT图像解析技术和三维数据任意面切割技术的实现,通过对比不同开发包的实现,选择了最佳实现方法。最后对软件系统各功能模块的具体实现进行了详细介绍,并就实现中遇到的问题提出了具体的解决方法。