Метод определения стереотаксических координат мишеней головного мозга человека по данным рентгеновской компьютерной томографии

• Автор: Козаченко, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СА commissura anterior - передняя комиссура

CP commissura posterior - задняя комиссура

FOV field of view - поле зрения

РЕ point of exit - точка хирургического доступа

HU Hounsfield unit - единица Хаунсфилда

ВГ вентрикулография

ВРГМ вычислительная рентгенограмметрия

ВСК вспомогательная система координат

ИМЧ РАН Институт мозга человека РАН

КТ рентгеновская компьютерная томография

МРТ магнитно-резонансная томография
ОВ оперативное вмешательство
ОНМК острое нарушение мозгового кровообращения
ОРЕОЛ модель стереотаксического манипулятора
ПНК название КТ-локализатора
ПОАНИК отечественная стереотаксическая система
ПЭГ пневмоэнцефалография
РСКТ расчетная стереотаксическая компьютерная томография
СК система координат
СКСА система координат стереотаксического аппарата

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. СТЕРЕОТАКСИЧЕСКОЕ НАВЕДЕНИЕ НА МИШЕНИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА
1.1. Стереотаксические аппараты и способы наведения стереотаксического
инструмента на целевые точки мозга
1.1.1. Расчетное рентгенологическое исследование
1.1.2. Многоцелевое стереотаксическое наведение. Безрамная расчетная интроскопия
1.2. Расчетная рентгеновская компьютерная томография
1.2.1 .Стереотаксические аппараты и рентгеновская компьютерная томография
1.2.2 Стереотаксические локализаторы (и программное обеспечение)
Выводы по главе
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Системы координат стереотаксической процедуры
2.1.1. Системы координат головного мозга и стереотаксического атласа
2.1.2 Системы координат в расчетной стереотаксической томографии
2.1.3 Система координат ортогональных рентгеновских пленок
2.1.4. Системы координат, моделируемые рентгеноконтрастными метками. 38 2.1.5 Системы координат, моделируемые степенями свободы стереотаксического аппарата
2.2. Преобразование координатных систем
2.2.1. Взаимные преобразования координатных систем
2.2.2. Ортопроектирование координатных систем
2.2.3. Фантомное моделирование
2.3. Библиотека программных модулей аналитической геометрии в
пространстве
2.4. Элементы общей теории стереотаксического наведения
2.4.1. Организация стереотаксического наведения
2.4.2. Пространственные и временные ограничения
2.4.3. Геометрическая структура наведения. Устранение пространственных и временных ограничений

2.5. Способ наведения стереотаксического инструмента на целевые точки мозга с помощью нейрохирургического манипулятора ОРЕОЛ по данным расчетной рентгенографии
2.5.1. Этапы стереотаксической процедуры с использованием манипулятора ОРЕОЛ
2.6.Устройство для измерения векторных параметров рентгеновского
локализатора манипулятора ОРЕОЛ
2.7. Компьютерное моделирование
2.8. Томографические испытания
Выводы по главе
3. КОНСТРУКЦИЯ КТ-ЛОКАЛИЗАТОРА
3.1. Обоснование конструкции КТ-локализатора
3.2. Варианты конструкции
3.2.1. Локачизатор ИМЧРАН
3.2.2. Локализатор ПНК
3.2.2.1. Исследование томографической картины поглощения рентгеновского излучения для заготовок из различных видов проволоки
3.2.3. Локализаторы ПНК М1 и ПНК М2
3.2.3.1. Технология сборки локализатора
Выводы по главе
4. ГЕОМЕТРО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИХ КООРДИНАТ
4.1. Реконструкция локализационного среза
4.1.1. Определение пространственных координат следов диагоналей на допустимых сечениях КТ-локализатора
4.1.2. Алгоритм реконструкции томографического среза
4.2. Реконструкция целевой точки
4.3. Определение стереотаксических координат целевой точки
4.4. Программа стереотаксических расчетов
Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ЛОКАЛИЗАТОРОВ ПНК
5.1. Компьютерное моделирование
5.1.1. Исследование влияния погрешностей измерений входных расстояний на сходимость алгоритма поиска локачизационного среза

сторон, реализацию новых, дополнительных пространственных взаимоотношений между элементами. Таким образом, развитая стереотаксическая система, точнее система с развитой геометрической структурой, обеспечивающей минимальное число пространственных ограничений, должна иметь сложный алгоритм пространственных преобразований, включающий в себя в качестве переменных величин все геометрические элементы или их стороны, участвующие в процедуре наведения.
Общий подход к устранению временных ограничений также заключается в развитии геометрической структуры наведения, а именно-включении в процедуру наведения специальных связующих элементов, назначение которых - реализация связей между другими элементами. При этом связи между элементами становятся более разнообразными и динамичными.
Примером связующего элемента является вспомогательная система координат (ВСК), выполненная в виде меток съемной «зубной пластины» (рис. 17).
2,5. Способ наведения стереотаксического инструмента на целевые точки мозга с помощью нейрохирургического манипулятора ОРЕОЛ по данным расчетной рентгенографии
Как было показано в обзоре литературы, при разработке стереотаксических КТ-локализаторов их создатели ориентируются на определенный способ наведения стереотаксического инструмента на целевые точки мозга, как правило, реализованный в некотором стереотаксическом аппарате (манипуляторе). В нашей работе мы ориентировались на способ наведения (по данным расчетной рентгенографии), использующий съемный рентгеновский локализатор [3; 129], реализованный в стерсотаксиче-ском манипуляторе ОРЕОЛ [11].
Стереотаксический манипулятор ОРЕОЛ состоит из нескольких относительно самостоятельных функциональных узлов, конфигурация и взаимные связи которых изменяются в зависимости от этапа стереотаксической процедуры. Отдельные узлы и их комбинация представлены на рисунках 16 - 20. Комплект манипулятора помещается в специальные коробки, предназначенные для хранения и стерилизации деталей манипулятора (рис. 16а).