神经导航中脑组织牵拉变形矫正

发布时间：2022-12-11 16:19

　　在神经外科手术中,部分脑肿瘤位于较深的脑组织中,手术医生可能需要借助脑压板拨开脑组织这导致患者脑组织发生变形。目前大部分神经导航（Neuronavigation）是基于患者术前脑组织图像建立的图像空间进行手术引导,脑组织发生变形后,该导航系统与患者脑组织术中的真实状况存在偏差,这样的偏差导致神经导航的术中导航精度和可靠性大大下降。 文章首先回顾了主流模拟牵拉脑组织变形方法,用一个模拟试验初步评估各类方法的模拟效果,发现由于脑组织牵拉变形产生了脑组织拓扑结构改变,利用有限元方法（Finite Element Method, FEM）求解生物力学模型来预测脑组织牵拉变形存在一定困难,而扩展有限元方法（eXtended Finite Element Method, XFEM）效果好于FEM。接着,为了进一步验证该结论,基于线弹性原理建立了生物力学模型,提出利用XFEM求解生物力学模型来预测脑组织牵拉变形的框架,用一例脑组织体模作为试验对象验证了XFEM求解生物力学模型矫正脑组织牵拉变形的可行性。首先,将脑组织体模牵开前CT （preoperative CT, pCT）图像经过分割、网格... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 课题研究背景
    1.2 脑变形的种类
    1.3 本文主要工作及其创新之处
    1.4 本文组织结构
第二章 神经导航系统概述
    2.1 引言
    2.2 神经导航物理组成
    2.3 神经导航工作流程
    2.4 基于红外跟踪设备Polaris的空间转换技术
    2.5 本章小结
第三章 FEM/XFEM矫正牵拉变形的模拟验证
    3.1 引言
    3.2 线性弹性模型
    3.3 FEM的推导
    3.4 XFEM的推导
    3.5 模拟试验材料
    3.6 模拟试验结果
    3.7 本章小结
第四章 基于XFEM模型矫正脑组织牵拉变形的框架提出与验证
    4.1 引言
    4.2 XFEM矫正框架
    4.3 脑组织体模
    4.4 结果评估
    4.5 试验结果
    4.6 本章小结
第五章 LRS获得边界条件求解基于XFEM模型的矫正框架提出与验证
    5.1 引言
    5.2 系统框架的提出
    5.3 脑组织变形表面跟踪算法
    5.4 结果评估
    5.5 结果
    5.6 本章小结
第六章 新框架矫正脑组织牵拉变形的动物试验验证
    6.1 引言
    6.2 试验材料
    6.3 试验方法
    6.4 结果
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
在读期间的研究成果
致谢



本文编号：3719101