经颅刺激神经导航定位系统

功能介绍

经颅电磁、超声刺激仪的治疗作用涉及范围比较广，在临床、神经心理科、康复科、儿科都得到了广泛的应用，其中对抑郁症、睡眠障碍等疾病有显著疗效。为此我们开发了适合于经颅电磁、超声刺激仪的经颅刺激神经导航定位系统，主要功能模块如下图所示：

图1   系统功能模块

图2   系统导航工具

一、系统功能

1、病例管理与影像管理

• 病例管理与影像管理数据库设计与实现

• 病例数据的显示、添加、删除、查询功能实现

• 病例信息、影像序列和手术计划的关联数据结构设计和实现

• 患者CT影像和MR影像的解析，影像序列导入存储设计和实现

图3   DICOM影像导入

2、图像处理与术前规划

• 影像序列的二维切片显示和浏览

• 二维切片的交互操作包含放大缩放、窗宽窗位调节

• 三维可视化的图像立体交互包含缩放、移动、调节透明度

• 二维视图和三维视图的显示切换功能实现

头部CT影像与头部MR影像的人机交互配准融合；头部CT影像皮肤和颅骨的分割建模；人机交互多手术路径规划和设计；手术规划方案的保存和加载。

图4   CT、MR影像导入系统         

图5   CT、MR影像自动配准

图6   CT、MR影像手动配准

图7   CT影像面部和颅骨三维重建

图8   手术路径规划

3、导航注册与术中导航

• 手术工具的注册和数据结构设计与实现

• 患者头部在光学定位仪空间和CT影像空间的注册和数据结构设计与实现

• 注册结果的显示

导航实时跟踪显示包括手术规划路径、电磁探头、超声探头以及量化数据显示；导航过程算法设计与实现。

图9   配准点选取

图10   超声探头实时导航

图11   电磁探头实时导航

4、用户管理与系统设置

• 登录用户数据库和系统参数数据库设计与实现

• 实现登录用户权限管理，用户密码修改

• 系统参数设置（定位仪参数、导航工具参数及其他系统参数）

二、软件系统开发环境

1、Windows10 X64位操作系统

2、编译器Visual Studio 2015，跨平台的安装（编译）工具cmake3.7.0

3、开发语言为C++，依赖的主要开发工具QT，VTK，ITK