"计算机辅助立体定向神经外科手术系统的研究及实现"
本文主要介绍了计算机辅助立体定向神经外科手术系统的研究和实现。该系统旨在解决传统脑神经外科手术中的问题，例如需要打开病人颅骨、对位于大脑深部的病变无法处理、病人康复时间长、被感染的机会增加等。该系统通过计算机图形和图像技术，实现了基于虚拟现实的计算机辅助立体定向神经外科手术系统。
该系统的主要特点包括：
1. 计算机辅助手术系统集中了多种计算机图形图像技术。
2. 包含有二维医学图象处理、三维体模型和表面模型的重构、显示以及漫游等功能。
3. 在计算机中三维模型的引导下利用机械臂进行手术路径的导航和手术操作的支持。
4. 通过虚拟现实设备，系统同时提供一个虚拟手术环境，对医生起到培训和教学的作用。
系统的结构包括：
1. 脑部模型的重构和可视化显示
2. 手术规划
3. 基于标记点的手术校准
4. 机械臂与患者头部的校准
系统的实现过程包括：
1. 脑部模型的重构和可视化显示：采用手动和半自动轮廓勾勒方法得到病灶组织和重要组织轮廓，然后由轮廓线重构病灶和其他组织的表面模型。
2. 手术规划：通过对模型的多角度观察，医生可以对患者脑部任意位置的状况有一个清楚的了解。
3. 基于标记点的手术校准：系统采用标记点建立患者头部的参照坐标系，克服了框架结构的缺点。
4. 机械臂与患者头部的校准：无动力五自由度机械臂作为手术定位和导航工具，机械臂任何动作都是在其自己独立的坐标系中完成和计算的。
该系统可以为医生提供一个虚拟的手术环境，帮助医生更好地完成手术，并减少手术中的风险和复杂性。
