射波刀是新近出现的肿瘤治疗的新技术,其主要特点即可以自动追踪人体的运动,并相应的调整治疗射线的方位,以便使射线精确的交汇于靶点。因此位置跟踪技术是射波刀系统的关键技术,是该系统区别于其它系统的特征技术,其精度决定了射波刀系统的治疗效果,其速度决定了射波刀系统的治疗效率。本文在对国内外现有的射波刀系统进行了充分调研的基础上,对软硬件系统总体设计进行了研究,并重点对该系统的自动跟踪算法作了理论和实验研究并进行了相应的开发,包括图像处理、位置提取、轨迹拟合、位置预测等算法和位置跟踪模型的建立,其中本文提出了一种多通道图像处理算法,并在此基础上设计了位置提取算法以及轨迹拟合算法和位置预测算法;并在Matlab平台上对应用于射波刀的六自由度机械手做了运动学及动力学仿真试验。经验证,本系统达到了满意的精度。