[發明專利]手術導航系統及方法

有效

• 申請號: 201110435628.0
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102512246A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 熊駿;辜嘉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術領域】

本發明涉及一種醫療器械領域，特別是涉及一種手術導航系統及方法。

【背景技術】

目前國內很多手術，諸如腎結石手術等，都是在手術前，拍攝X光片或核磁圖片，醫生根據醫學這些影像尋找并記錄結石或病變的具體位置，然后規劃手術方案，最后在沒有圖像導引的情況下，由醫生手持手術設備憑經驗確定病變位置進行手術，即“盲操作”。“盲操作”存在風險極大，手術成功率低，手術創口多，手術時間長等諸多問題，亟待解決。

就腎結石消石手術為例，目前國內醫院的通用做法是：先進行核磁掃描，醫生通過核磁圖像計算出出結石位置，由此確定穿刺的方向，穿刺的深度等信息。然而在手術過程中，由于病人的呼吸，人體的移動，結石位置會發生較大變化，醫生只有憑經驗估計結石位置，或者擴大穿刺孔通過肉眼觀察結石，前者很容易造成穿刺過深，刺破血管，后者則會擴大創面，給病人造成更大的痛苦。

【發明內容】

鑒于上述狀況，有必要提供一種較為精確地引導手術的手術導航系統及方法。

一種手術導航系統，包括：

三維圖像成像裝置，用于獲取病人手術前的病變區的三維立體圖像；

超聲波掃描裝置，用于實時獲取病人手術中的病變區的超聲波圖像；及

處理裝置，與所述核磁共振成像裝置及超聲波掃描裝置通訊連接，用于將所述三維立體圖像與所述超聲波圖像進行配準，并將配準后的融合圖像輸出。

進一步地，還包括顯示裝置，用于將所述配準后的融合圖像顯示出來而用以引導手術。

進一步地，所述三維圖像成像裝置為電子計算機X射線斷層掃描裝置或核磁共振成像掃描裝置。

進一步地，所述三維圖像成像裝置為電子計算機X射線斷層掃描裝置，所述處理裝置獲取病人手術前的病變區的核磁圖像，并重建所述核磁圖像而形成所述三維立體圖像。

進一步地，還包括：

手術器械，用于對病人進行手術；

機械手，用于控制所述手術器械；及

機械手控制箱，與所述機械手通訊連接，所述處理裝置通過所述機械手控制箱來控制所述機械手。

進一步地，還包括與所述處理裝置通訊連接的遠程控制手柄，通過所述遠程控制手柄可控制所述機械手。

進一步地，還包括光學定位裝置，用于獲取所述機械手的位置信息。

一種手術導航方法，包括如下步驟：

獲取病人手術前的病變區的三維立體圖像；

實時獲取病人手術中的病變區的超聲波圖像；及

將所述三維立體圖像與所述超聲波圖像進行配準，并將配準后的融合圖像輸出。

進一步地，還包括根據所述配準后的融合圖像控制所述機械手進行手術的步驟。

進一步地，所述根據所述配準后的融合圖像控制所述機械手進行手術的步驟進一步包括：

根據所述配準后的融合圖像確定所需手術的位置信息；

獲取所述機械手當前的位置信息；及

根據所述手術的位置信息確定所述機械手所需移動的方向及距離。

上述手術導航系統將手術中的實時圖像與手術前的三維立體圖像相融合，使病變區域和手術器械的位置均可清晰的顯現，并以融合后的圖像作為手術指引，從而較為精確地引導手術。

【附圖說明】

圖1為一實施方式的手術導航系統的模塊圖；

圖2為另一實施方式的手術導航系統的模塊圖；

圖3為圖2所示手術導航系統的示意圖；

圖4為一實施方式的手術導航方法的流程圖；

圖5為圖4所示的手術導航方法中的步驟三的流程圖。

【具體實施方式】

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。