(1 北京航空航天大学计算机学院，北京 100036； 2 青岛大学附属医院，山东省数学医学与计算机手术重点实验室，山东省高等学校数学医学临床诊疗与营养健康协同创新中心)

手术导航(IGS)是指医生在术前利用医学影像设备和计算机图形学的方法，对患者多模态的图像数据进行3维重建和可视化处理，获得3维模型，制定合理、定量的手术计划，开展术前模拟；在术中通过配准操作，把3维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在一个坐标系下，并利用3维定位系统对手术器械在空间中的位置实时采集并显示，医生通过观察3维模型中手术器械与病变部位的相对位置关系，对病人进行导航手术治疗。IGS通常可以帮助医生更安全地执行手术，并且对病人造成的损伤更小，使得病人可以更快速恢复。在现今医疗条件下，IGS已经被广泛应用于多种手术当中，例如在经皮冠状动脉介入治疗[1-3](PCI)手术中利用X线造影图像帮助医生执行手术，定位病变位置。然而在PCI等微创介入手术过程中，通常导管是可见的，血管并不可见。外科医生需要知道导管相对于具体目标的位置。为了达到该目的，传统的做法是使用造影剂，使得血管可见。然而造影剂具有毒性，不可以持续使用[4-5]。同时使用造影剂还会存在外渗等问题[6-7]。因此使用从术中的X线图像中提取出来的导管与术前从病人的CT血管造影(CTA)数据中提取的血管树配准来定位导管成为了解决上述问题的一种方法[8]。……