齐金龙，胡陟，孙丽岩

（上海工程技术大学 电子电气工程学院，上海 201620）

0 引言

介入手术是指在医学影像指导下，医生手工操纵医疗器械，进行精准协作，将其送至病灶处，实施手术治疗［1］。相比于传统的介入手术治疗，主从介入手术机器人凭借精确、安全、灵活的特点，更适用于复杂的手术操作［2］。然而主从配准过程中的误差会影响导管准确到达目标病灶处，错误的位置引导可能会引起严重的并发症，甚至导致病人死亡［3］。

配准是介入手术图像引导的关键和难点。主要有基于特征的配准方法和基于面匹配的配准方法。A.de Lambert等人在腔内动脉瘤修复手术中将电磁传感器输出的三维的位置信息用于配准研究，运用梯度下降法求取患者坐标系和图像坐标系间的转换参数时，容易陷入局部极值，影响配准精度［4］；基于面匹配的配准法通过采样的方法在图像空间和手术空间提取相应点云，通过迭代算法将两个点云进行匹配，但该算法稳定性不足，精度与点配准相比不高［5］。在肝脏消融等微创介入术中，因人体内部软组织易受呼吸、心跳以及介入器械碰撞接触等因素的影响，术中解剖结构会发生形变，导致主手端虚拟空间和从手端真实空间无法准确的配准，进而导致插入精度降低［6］。

针对以上问题，本研究基于受力变形，根据物理模型计算导管接触点的形变位移，通过最小化目标函数获取主从点集之间的变换矩阵，从而实现准确的主从空间配准。……