计算机辅助立体定向手术系统软件的研究与设计

摘要

计算机辅助立体定向手术规划及手术导航技术具有手术创伤小、定位精度高等优点,在国外已经逐步成为神经外科手术的常规治疗手段之一.目前,立体定向设备在我国部分医院的神经外科已经投入使用,但由于缺乏相应的软件支持,其推广受到限制.因此,急需研究和开发基于医疗影像的立体定向手术规划及引导软件系统.本文分析了计算机辅助立体定向手术的特点,对系统硬、软件的需求进行了总结,提出了系统设计目标,并对软件要实现的功能进行了详细的分析和定义.本文选取VC、VTK作为系统软件开发平台,兼顾了系统软件的运行效率和开发效率.在此基础上,应用软件工程的理论与方法,根据模块功能的不同,将系统划分为显示类、控制类和数据管理类三种类型的模块,并对每种类型的模块又进行了详细地划分,提出了系统软件的模型.之后,对系统软件中的主要模块的设计方法进行了分析和研究,提出了这些模块的具体实现方法.本文还重点对计算机辅助立体定向手术系统软件实现过程中的几个关键问题进行了详细的讨论和研究.最后,设计了手术规划系统程序

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1绪论

1.1课题来源

1.2立体定向手术系统发展综述

1.3课题的目的和意义

1.4本文主要研究内容

2计算机辅助立体定向手术系统的功能需求分析

2.1手术的特点

2.2系统硬件的基本需求

2.3系统软件的基本需求

2.4小结

3计算机辅助立体定向手术系统软件设计

3.1系统方案设计

3.2手术流程设计

3.3硬件结构

3.4软件系统设计

3.5小结

4系统实现中的若干关键技术

4.1 DICOM数据读取

4.2二维图像处理

4.3汉字处理

4.4三维重建

4.5手术规划

4.6配准

4.7手术导航

4.8小结

5系统软件实现结果

5.1 DICOM数据读取及二维图像显示

5.2图像增强

5.3图像分割及三维重建

5.4二维测量

5.5手术规划

5.6配准

5.7小结

6结论与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士期间发表学术论文目录

附录2 VTK的安装说明

附录3使用VTK实现三维重建