6月3日下午2点，陶超强硕士生答辩工作在自动化大厦1022会议室召开。陶超强硕士的答辩题目是“2D/3D 图像配准研究及其在椎弓根螺钉植入手术中的应用”。

         答辩秘书首先宣布了答辩专家组成员，并介绍了答辩人的个人基本信息。答辩过程中，陶超强分别就自己的研究课题进行报告并回答答辩专家组成员的提问，重点阐述了硕士学位论文的创造性成果，以及攻读硕士学位期间的学术成果。答辩委员们肯定了学位论文的选题意义和实用价值，同时也针对相关的学术问 题展开热烈讨论。

       以下为陶超强硕士学位论文的摘要说明：

      随着现代医学技术的不断发展与进步，外科手术尤其是脊柱外科手术，变得更加精确和复杂。传统的外科手术方法由于存在许多技术上的限制，往往很难满足当前高精度手术的需求。图像引导外科手术技术是医学图像处理领域中新兴的研究热点，在近30年内发展十分迅速。本研究针对常用的脊柱外科手术椎弓根螺钉植入手术，通过研究图像引导外科手术技术中重要的2D/3D图像配准技术实现术前CT和术中X-ray图像的空间统一。

      在研究2D/3D图像配准技术时，采用数字影像重建（Digitally Reconstructed Radiograph, DRR）技术模拟术中x-ray图像，对CT三维图像进行一系列实验，包括基于相似性测度比较实验、基于Shepp-Logan模型的配准实验、2D/3D图像配准实验、以及基于真实术中x-ray图像的2D/3D配准实验，通过该一系列的实验，得出的结论是所述2D/3D配准方案在基于Shepp-Logan模型配准实验和2D/3D模拟实验中精度在1mm以内，真实术中x-ray图像实验精度在2mm以内。

      接着，本研究提出了一种基于最大密度投影算法生成的术前DRR集和近似几何变换的新的2D/3D配准方法，该方法考虑到真实术中配准误差主要来源于病人旋转因素这一情况，将传统的六自由度变换因子转换成四自由度的变换，配准精度介于2mm与3mm之间，保证了配准的精度，同时配准时间比同等输入数据情况下的2D/3D图像配准算法所耗时间少95s，大大提高了配准效率。

      最后，根据已有的配准方案，结合医学图像处理领域开源算法库MITK(Medical Imaging Interaction Toolkit)，开发了具有手动自由变换和可定制的2D/3D配准算法的软件，以及根据配准结果而引申的椎弓根螺钉与脊柱导航框架，能对临床应用起到很好的参考作用。