血管介入手术路径规划及三维视觉导航

付泽宇¹，付 庄¹，管贻生²

（1. 上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240；2. 广东工业大学 机电工程学院，广州 510006） 

摘  要：在血管介入手术中引入路径规划和视觉导航可以为医生提供直观的参考和指导。本研究基于X射线冠状动脉造影图像血管骨架提取和狭窄病变诊断的预处理结果，先利用聚类判断交叉点的连通性，再通过改进的Dijkstra算法自动规划手术路径。在此基础上，引入中间点对路径进行分段修正，提高系统精度。最后通过外极约束逆投影变换重建冠脉三维模型，并标注出最优路径，实现多角度三维视觉导航。临床数据实验结果表明，与使用传统Dijkstra算法相比，改进方法能够减少中间点需求，提升计算效率，且与人工标定路径的平均误差降低到整体优化前的4%。三维重建和重投影的结果进一步定性和定量地验证了整体方案的可靠性。

关键词：X射线冠脉造影，血管介入手术，最短路径规划，分段修正，三维视觉导航

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Cite this article:

Fu, Z., Fu, Z. & Guan, Y. Vascular Interventional Surgery Path Planning and 3D Visual Navigation. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) 30, 469–477 (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2653-4