[發(fā)明專利]微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910045399.4
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101474075A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙強;徐榕;蔡俊鋒;陳安清;薛春芳
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院;上海交通大學(xué)
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：心臟肋骨重建模塊、參考模塊、微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊、手術(shù)器械干涉檢驗?zāi)K、空間定位測量模塊和機器視覺導(dǎo)航模塊，其中：心臟肋骨重建模塊的輸出端連接微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊并輸出內(nèi)臟三維模型，參考模塊連接微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊并輸出手術(shù)器械三維模型，手術(shù)器械干涉檢驗?zāi)K連接微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊傳輸手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械模型，并進(jìn)行術(shù)前手術(shù)器械運動模擬，微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊連接空間定位測量模塊以傳輸術(shù)前技術(shù)要求信息，空間定位測量模塊連接機器視覺導(dǎo)航模塊以傳輸胸腔內(nèi)窺鏡及手術(shù)器械的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，并計算出實時術(shù)中導(dǎo)航信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的心臟肋骨重建模塊包括：二值化處理單元、圖像分割單元和重建單元，其中：二值化處理單元將內(nèi)臟的計算機斷層掃描圖像進(jìn)行二值化處理后輸出至圖像分割單元，圖像分割單元將分割后的肋骨和心臟的二值化斷層掃描圖像傳輸至重建單元，重建單元將二值化的斷層掃描圖像重建出內(nèi)臟三維模型并輸出至微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的二值化是指：將計算機斷層掃描后獲得的灰度信息的圖像，根據(jù)選定的閾值，把大于閾值的像素灰度設(shè)為極大值，把小于這個值的像素灰度設(shè)為極小值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的參考模塊包括：手術(shù)操作規(guī)則庫、手術(shù)器械信息庫和運動規(guī)律庫，其中：參考模塊將手術(shù)操作規(guī)則庫和運動規(guī)律庫中的手術(shù)準(zhǔn)則以及手術(shù)器械信息庫中的手術(shù)器械三維模型輸出至微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊用于篩選創(chuàng)口位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊包括：創(chuàng)口交互選擇人機界面單元和創(chuàng)口規(guī)劃單元，其中：創(chuàng)口交互選擇人機界面單元連接創(chuàng)口規(guī)劃單元以接受并顯示可行的手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械三維模型，創(chuàng)口規(guī)劃單元連接手術(shù)器械干涉檢驗?zāi)K以發(fā)出待判定的手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械三維模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的手術(shù)器械干涉檢驗?zāi)K接受若干組來自微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊的待判定的手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械模型，根據(jù)手術(shù)準(zhǔn)則和手術(shù)器械三維模型模擬手術(shù)中器械的運動并模擬仿真計算手術(shù)器械之間的最小距離，當(dāng)最小距離小于預(yù)先設(shè)定的閾值時返回微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊重新進(jìn)行篩選，當(dāng)最小距離大于閾值時則輸出可行的手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械三維模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的空間定位測量模塊包括：三維定位單元和配準(zhǔn)單元，其中：三維定位單元與微創(chuàng)創(chuàng)口規(guī)劃模塊相連接以接受內(nèi)臟三維模型、手術(shù)創(chuàng)口位置坐標(biāo)和手術(shù)器械模型，三維定位單元另外與機器視覺導(dǎo)航模塊連接并將胸腔內(nèi)窺鏡及手術(shù)器械的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出至配準(zhǔn)單元，配準(zhǔn)單元根據(jù)實時接收的胸腔內(nèi)窺鏡及手術(shù)器械的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，參考內(nèi)臟三維模型進(jìn)行偏移量擬合計算，獲得實時術(shù)中導(dǎo)航信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征是，所述的機器視覺導(dǎo)航模塊包括：胸腔內(nèi)窺鏡、圖像采集卡、圖像分析單元，其中：胸腔內(nèi)窺鏡的信號輸出端連接圖像采集卡，圖像采集卡將模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號輸出至圖像分析單元進(jìn)行處理并生成胸腔內(nèi)窺鏡及手術(shù)器械的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)并輸出至空間定位測量模塊。