[發明專利]手術導航系統及手術導航方法

有效

• 申請號: 201210153937.3
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN103417295A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張曉東;賈富倉;羅火靈;胡慶茂
• 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

本發明涉及醫療領域，特別是涉及應用于醫療的一種手術導航系統及手術導航方法。

背景技術

手術導航系統為醫生提供了一個實時觀察手術器械在患者中的位置的平臺，有助于提高手術定位精度，減輕病人痛苦，減少手術時間等優點，因此得到廣泛的應用。

傳統的手術導航系統，其通過如下步驟來實現導航：

（1）首先在患者身體上放置標記點；

（2）用成像設備獲取病人圖像；

（3）將患者轉移到手術室；

（4）采用基于標記點的注冊算法對患者空間坐標和圖像空間坐標進行注冊；以及

（5）開始導航。

但是，對于傳統的手術導航系統，其采用基于標記點的注冊算法，以及其定位系統的本身誤差，因此會在一定程度上影響到注冊的精度；另，標記點放置位置也有較高的要求，增加了操作復雜度；再，成像和手術要在兩個地點完成，相應地增加了手術的時間和復雜度，不利于緊急情況下的手術實施。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種手術導航系統，以提高注冊的精度、降低操作復雜度及降低手術時間。

此外，還提供一種手術導航方法。

本發明的一方面提出了一種手術導航系統，用于對患者手術中所使用的手術器械進行導航，所述患者處于第一坐標系統中，包含：影像系統，用以擷取所述患者的影像，所述影像系統具有影像增強器，所述影像增強器上配置標記件；定位模塊，用以識別所述標記件并獲取第二坐標系統，所述第二坐標系統為所述影像增強器中的影像的坐標系統；影像傳輸服務模塊，耦接于所述影像系統，用以傳輸所述患者的影像；以及導航模塊，耦接于所述定位模塊及所述影像傳輸服務模塊，用以接收所述影像傳輸服務模塊所傳輸的所述患者的影像，并基于所述第二坐標系統與所述第一坐標系統的坐標變換將所述手術器械的位置變換至所述第二坐標系統并實時顯示在所述患者的影像中。

在本發明一實施方式中，所述手術導航系統還包含：數據庫，耦接于所述影像傳輸服務模塊與所述導航模塊之間，用以儲存所述患者的影像，并且，當所述影像傳輸服務模塊通知所述導航模塊獲取所述患者的影像時，所述導航模塊從所述數據庫中獲取所述患者的影像。

在本發明一實施方式中，所述影像傳輸服務模塊將所述患者的影像轉換為DICOM標準影像儲存至所述數據庫。

在本發明一實施方式中，所述定位模塊具體用于：

當所述影像增強器處于第一位置時，所述定位模塊識別所述標記件進行第一次定位以獲取第一定位信息；

當所述影像增強器處于第二位置時，所述定位模塊識別所述標記件進行第二次定位以獲取第二定位信息；以及

根據所述第一定位信息及第二定位信息得到所述第二坐標系統。

在本發明一實施方式中，所述第一坐標系統及所述第二坐標系統為三維坐標系統。

在本發明一實施方式中，所述影像系統為X光機。

在本發明一實施方式中，所述X光機為C型臂X光機。

本發明的另一方面還提出了一種手術導航方法，用于對患者手術中所使用的手術器械進行導航，所述患者處于第一坐標系統中，包含：提供標記件，配置在影像增強器上；獲取第二坐標系統，所述第二坐標系統對應于影像增強器中影像的坐標系統；根據所述第二坐標系統與所述第一坐標系統的位置關系計算注冊變換；獲取所述患者的影像；以及根據注冊變換將所述手術器械的位置變換至所述第二坐標系統并實時顯示在所述患者的影像中。

在本發明一實施方式中，獲取所述第二坐標系統的步驟包含：

當所述影像增強器處于第一位置時，通過識別所述標記件進行第一次定位以獲取第一定位信息；

當所述影像增強器處于第二位置時，通過識別所述標記件進行第二次定位以獲取第二定位信息；以及

根據所述第一定位信息及第二定位信息得到所述第二坐標系統。

在本發明一實施方式中，所獲取的所述患者的影像為DICOM標準影像。

由上可知，本發明所提出的手術導航系統及手術導航方法，通過在影像增強器上配置標記件，而不需在患者身體上放置標記點，通過識別標記件可確定影像的坐標系統，并且通過對患者的坐標系統與影像的坐標系統的位置關系進行注冊，相對于傳統的注冊，可以減少操作復雜度，從而提高注冊精度；此外，擷取影像和手術在同一位置完成，可減輕醫生負擔和患者痛苦，具有較高的臨床應用價值。

附圖說明

圖1繪示了本發明一實施方式的手術導航系統的方塊圖；

圖2繪示了圖1中所示的影像系統110的一實施例的示意圖；