题目：基于DICOM的医学可视化技术研究及在脑外科机器人中的应用

随着计算机图形图像技术的不断成熟，三维数据场可视化技术在医学领域中的应用也越来越广泛。基于医疗数据三维可视化的机器人辅助手术技术研究已经成为了国际前沿的研究课题，并在医疗手术领域有着越来越广泛的实际应用。 本文的研究是围绕计算机辅助神经外科立体定向微创手术展开的。针对以往四代神经外科机器人手术路径规划系统的部分不足，基于现有的数字化医疗设备及医疗数据三维可视化技术，实现了基于DICOM标准数据的神经外科机器人三维交互手术规划系统。 首先，论文研究了医疗图像数据标准DICOM的重要性和文件格式；完成了从海军总医院数据图像中心到本地服务器的DICOM数据提取、显示及图像预处理，显著提高了医生术前准备工作的效率。 论文采用提取等值面的Marching Cubes三维重建算法，完成了DICOM体数据的不同脑组织的三维重建。并采用有效的顶点删除优化方法，优化了系统运行占用的资源。同时，完成了基于最短对角线法的病灶三维重建及基于Butterfly算法的病灶三维形体细分。为后续手术路径的规划提供了重要的三维实现平台。 另外，在分析脑外科定向手术机器人系统对手术刀进刀路径要求的基础上，研究了二维和三维手术规划，首次提出了基于欧拉角变换的脑外科机器人定向手术的规划方法。在详细分析手术进刀路径的确定方法后，给出了基于DICOM医疗图像的脑外科机器人系统手术规划的具体实现过程，实现了医生高效、快速、准确地确定手术进刀路径。并在后期的临床手术中验证了该方法的有效性。 综合以上研究及后期三维可视化工具（如冠状面、矢状面的插值显示，透明、旋转等功能）的开发，作者独立开发完成了基于DICOM数据的神经外科三维交互手术路径规划系统。并与其他几位开发人员，共同研究开发了一套计算机辅助立体定向神经外科手术规划和手术支持系统(第五代脑外科系统)。经过多次精度试验，该系统目前已经进入临床手术试验，并成功完成31例本地及2例异地遥操作临床手术。