| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-9页 |
| 第1章 引言 | 第9-18页 |
| ·背景和意义 | 第9-10页 |
| ·手术导航系统简介 | 第10-11页 |
| ·名词解释 | 第10页 |
| ·手术导航系统的分类 | 第10-11页 |
| ·手术导航系统的发展历史和现状 | 第11-17页 |
| ·发展历史概述 | 第11-12页 |
| ·国外发展现状 | 第12-16页 |
| ·国内发展现状 | 第16-17页 |
| ·硕士课题研究目标和论文结构 | 第17页 |
| ·本章小节 | 第17-18页 |
| 第2章 系统规划 | 第18-25页 |
| ·手术导航系统的组成 | 第18页 |
| ·手术导航系统的工作流程 | 第18-20页 |
| ·手术导航系统的功能规划 | 第20页 |
| ·手术导航系统中的关键技术 | 第20-23页 |
| ·三维建模和可视化技术 | 第20-21页 |
| ·注册和跟踪技术 | 第21页 |
| ·三维定位技术 | 第21-23页 |
| ·手术导航系统的搭建 | 第23-24页 |
| ·手术导航系统软件实现 | 第24页 |
| ·本章小节 | 第24-25页 |
| 第3章 术前计划 | 第25-44页 |
| ·三维建模 | 第25-33页 |
| ·体数据的获取 | 第25-26页 |
| ·预处理 | 第26-29页 |
| ·可视化映射 | 第29-30页 |
| ·Visualization Toolkit(VTK) | 第30页 |
| ·显示结果 | 第30-33页 |
| ·术前计划 | 第33-43页 |
| ·采用导航系统进行椎弓根螺钉植入手术的意义 | 第33-34页 |
| ·椎弓根螺钉植入手术需求分析 | 第34-36页 |
| ·术前计划系统的整体设计 | 第36-37页 |
| ·术前计划系统的编程实现 | 第37-41页 |
| ·实现结果 | 第41-43页 |
| ·本章小节 | 第43-44页 |
| 第4章 注册 | 第44-66页 |
| ·手术导航系统的坐标系定义 | 第44-49页 |
| ·模型坐标系 | 第45页 |
| ·世界坐标系 | 第45-46页 |
| ·器械坐标系 | 第46-48页 |
| ·参考架坐标系 | 第48页 |
| ·患者坐标系 | 第48-49页 |
| ·导航手术流程和原理 | 第49-51页 |
| ·导航手术流程 | 第49-50页 |
| ·导航手术原理图 | 第50-51页 |
| ·注册算法研究 | 第51-60页 |
| ·算法概述 | 第51-52页 |
| ·算法推导 | 第52-55页 |
| ·四元数 | 第55-57页 |
| ·求解最优旋转变换矩阵 | 第57-59页 |
| ·算法总结 | 第59-60页 |
| ·注册算法性能分析 | 第60-65页 |
| ·注册算法鲁棒性研究 | 第61-62页 |
| ·注册标志点个数对注册精度的影响 | 第62-63页 |
| ·检测点集的位置对注册误差的影响 | 第63-64页 |
| ·实际系统对注册算法的检验 | 第64-65页 |
| ·本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 导航 | 第66-81页 |
| ·注册和跟踪 | 第66-67页 |
| ·三维定位系统 | 第67-71页 |
| ·Polaris Spectra~(TM)三维定位系统简介 | 第68-70页 |
| ·Polaris Spectra~(TM)与图形工作站的通讯 | 第70-71页 |
| ·Polaris Spectra~(TM)跟踪流程 | 第71页 |
| ·实时导航功能实现 | 第71-80页 |
| ·实时导航模块的需求分析和整体设计 | 第72-73页 |
| ·实时导航模块的功能实现 | 第73-77页 |
| ·实现结果 | 第77-80页 |
| ·本章小节 | 第80-81页 |
| 第6章 手术模拟 | 第81-93页 |
| ·模拟手术器械运动 | 第81-83页 |
| ·手术器械运动控制 | 第81-82页 |
| ·键盘响应设置 | 第82-83页 |
| ·手术路径的保存，导入和播放 | 第83-84页 |
| ·碰撞检测 | 第84-91页 |
| ·碰撞检测概述 | 第85页 |
| ·三维分割 | 第85-89页 |
| ·碰撞检测区域的确定 | 第89-90页 |
| ·碰撞检测结果输出 | 第90-91页 |
| ·系统实现 | 第91-92页 |
| ·本章小节 | 第92-93页 |
| 第7章 总结和展望 | 第93-97页 |
| ·工作总结 | 第93-94页 |
| ·后续工作展望 | 第94-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 致谢 | 第101-102页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 | 第102页 |
