實時超聲圖像與心臟剖面圖形配準技術研究.pdf

1、近年來，心臟電生理標測技術發(fā)展迅猛，導管射頻消融術已經逐漸成為了治療心臟房顫的首選醫(yī)療方案。在心臟消融手術中，需要把介入消融導管通過靜脈血管送入到心臟內腔（心房或心室）中，導管頂端需要找到目標靶點位置并且進行消融，其中關鍵技術是導管在心臟中位置的確定。目前用于消融手術中導管定位的方法主要有三維磁場定位法和三維電場定位法兩種。三維磁場定位方法是使用固定在手術床下的三個線圈來分別產生磁場，然后用埋藏在消融導管頭部附近的探測線圈來感知三個定位

2、磁場的強度，確定導管在磁場中的位置，但此方法進行定位時，要求病人不能和手術床發(fā)生相對移動，否則會出現較大的定位誤差；三維電場定位方法采用粘貼在病人皮膚表面的三對電極片產生的三個正交電場來定位，手術中埋藏在導管頭部的電極用來感應三個電場的電場強度，來確定導管頭部在心臟中的位置。磁場和電場定位方法的一個共同特征是它們均為進口設備，完成單臺手術的成本高昂。
　　針對以上問題本論文提出了一種無X光輔助的消融手術中導管的定位方法，它將超聲換

3、能器探頭與消融導管結合起來，利用超聲成像和特征匹配技術實現對消融導管的術中定位與導航。具體方法如下：（1）通過人體全身解剖數據集獲取人體心臟的三維數據，建立心內膜表面的三維矢量模型；（2）設計計算定位用超聲換能器探頭的基本參數及掃描策略，編制相應的仿真計算軟件；（3）以所建的心內膜三維矢量模型為照射目標，通過仿真計算獲得超聲探頭的探測掃描數據；（4）對仿真得到的掃描數據進行數據處理，獲得由掃描數據重建的目標表面特征；（5）將重建的目標表

4、面特征與所建心內膜三維矢量模型模型的表面特征進行匹配，最終反求確定導管頂端的位置。
　　基于解剖數據集建立了精確的心內膜三維模型，并通過對其的模擬超聲照射獲得了超聲掃描數據，重建的曲面模型精度高，與所建的心內膜三維模型上的目標區(qū)域有較好的匹配性，經過多次仿真試驗反求出的導管頂管位置與其理論位置的誤差滿足定位精度要求。提出的利用超聲成像和特征匹配技術實現對消融導管探頭術中定位的方法能夠滿足定位要求，為手術的實施提供精確可靠的導航作用