呼吸状态下的胸腹腔器官动态建模和介入治疗的动态手术导航

呼吸引起的器官变形和非自主运动，给胸腹腔（经过皮肤进行）的介入治疗带来困难。本项目拟以肺部肿瘤的粒子介入治疗为背景，分析呼吸运动给器官形状、位姿带来的变化，利用4DCT数据研究变化的人体器官和肿瘤模型的动态建模方法，并建立与呼吸状态相关联的器官模型序列。以此为基础，提出一套适合未来胸腹腔介入手术的理论和临床方法。本项目拟研究基于优化曲面渐变过程能量方程的动态寻找曲面变换序列的模型，支持胸腹腔器官模型的动态渐变和动态建模。研究呼吸状态下综合核心手术目标区域和动态手术区域的动态手术规划方法。研究基于GPU并行技术的快速体绘制、人体器官场景动态显示方法以及该动态场景下的手术导航方法。期望通过该项研究，能够从根本上解决腹腔的非自主运动给介入手术带来的阻碍，使放射性粒子植入手术在未来的临床实践中得到精确的执行。从而改善介入治疗的手术效果，减轻患者痛苦，为人类治疗癌症的理论与技术的发展做出贡献。