1、血管微創(chuàng)介入手術因出血少、創(chuàng)傷小、術后恢復快等優(yōu)點在日益增加的心腦血管疾病的治療上得到了廣泛的臨床運用。圖像導航系統(tǒng)對血管介入手術極其重要,它使手術過程更安全、更精確、更快速。但血管介入手術中使用血管造影(Digital subtraction angiography,簡稱DSA)進行定位造成了術中影像不直觀、手術過程存在X射線輻射等問題。為解決上述問題,可將電磁跟蹤(Electro magnetic tracking,簡稱EMT)技術

2、應用到血管介入手術中用以定位和獲取機器人導管的端部位置信息。對于使用電磁傳感器來定位和追蹤導管的血管介入手術圖像導航系統(tǒng),空間配準是一個需要解決的關鍵問題。本文在不使用外部標記物的情況下,研究了基于路徑的配準算法,僅利用EMT采集的導管路徑數據和從三維重建后的血管模型中提取出的中心線數據求取患者坐標系和圖像坐標系之間的關聯。
　　闡述了運用電磁追蹤進行空間配準的原理并建立了用于空間配準的數學模型,同時基于初始化轉換矩陣的必要性,以

3、血管硅膠模型為對象設計了初配準算法和在初配準的基礎上進行的精配準算法。
　　在經典ICP算法的基礎上,針對初配準階段路徑相對中心線變形較大的特點,研究了通過選取特征點對對導管路徑數據進行預處理和改變經典ICP算法搜索對應點的策略,設計了改進的ICP算法。
　　研究了動態(tài)的精配準算法和最小化精配準階段多參數的目標函數的方法?；诰錅仕惴▽崟r性要求,建立了血管分支的選擇機制和對應點對的計算方法,同時針對處于分叉點的路徑點在選擇

4、中心線對應點過程中存在的模糊性現象,設計了提高計算路徑對應點魯棒性的方法。針對初配準產生的較大的誤差,設計了路徑彎角點的識別算法對轉換參數進行補償。為消除在不同血管分支中血管半徑對導管路徑和對應中心線間距離的影響,建立了引入半徑參數的目標函數。針對該目標函數的參數存在部分耦合這一特性,研究了在對參數進行分離、轉換的基礎上運用黃金搜索法和改進的Powell算法對目標函數的極值進行求解的交替優(yōu)化算法。
　　闡述了基于圖像引導的配準功能