三叉神经痛是神经系统的一种顽疾。现有的治疗方法主要为消融手术,其原理是消融针上通过电流会产生高温,使得三叉神经痛病灶部位组织凋亡、毁损。消融手术难点在于如何将手术器具穿刺到达病灶。现有穿刺方法主要为:依靠医生经验徒手穿刺和依靠医学设备引导穿刺,两者的成功率都较低,若因穿刺点位置或穿刺角度等偏差而造成穿刺失败,后果很严重。基于医学图像,采用计算机程序实现穿刺路径自动规划,能够使消融针在穿刺过程中对患者造成的伤害降到最低,提高穿刺过程的准确性和成功率。围绕着路径规划和穿刺针精准定位这两个核心问题,本文对基于CT图像的穿刺路径规划和穿刺导向模板设计进行了研究。论文的主要研究内容及成果如下:（1）穿刺手术的穿刺点需要在皮肤表层定位,且穿刺要避免对颅骨组织造成伤害,本文首先采用阈值分割和背景填充及腐蚀算法对头部CT影像进行处理,分离为颅骨组织和皮肤表层。在对CT图像处理后,使用改进的快速扩展随机搜索树算法对穿刺针三维路径进行规划,寻找皮肤上可行穿刺域。最后在三维工作空间中,对规划的路径建立目标优化函数求解最佳穿刺路径。（2）穿刺过程中必须避开风险级别较高的组织,对颅骨数据建立了风险评估模型。首先计算在穿刺针与颅骨三角网格的距离,将距离值转化为颜色标量,然后通过建立颜色索引对组织进行渲染,可以对由程序运行得到的穿刺路径进行风险评估。在三维穿刺针路径中采用颜色的无级别变化显示风险程度变化,用直观且细致的表现方式,呈现穿刺路径中各个位置的风险程度,给医生及操作人员提供可靠的识别和规避风险的参考。（3）基于CT图像的分割结果,采用VTK（visual tool kit）图像处理开发工具包,开发交互式穿刺辅助定位导板设计流程。将定位导板的范围界定、基体的虚拟切割、穿刺导管和导向孔的制作体系化。降低了制作辅助导板的门槛,减少了相关人员的学习成本。（4）简化导板制作流程,采用流行的Maker Bot Replicator 2 3D打印,使用常见的PLA材料进行辅助导板的制作,降低了导板的制作周期和成本、减少了导板的制作难度、提高了医疗经济效益。通过试验测试,由该导板制作流程得到的辅助导板的应用效果达到了临床要求。