[發明專利]一種腹部外科手術導航方法及系統

有效

• 申請號: 201310436801.8
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104434313B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 羅火靈;肖德強;賈富倉;方馳華;范應方
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院;南方醫科大學珠江醫院
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

本發明適用于通信領域，提供了一種腹部外科手術導航方法，包括：對術前采集到帶標記點信息的CT或MR圖像利用第一預設算法自動提取標記點以得到術前圖像空間的標記點點集信息；術中通過影像獲取設備獲取病人手術區域的RGB圖像以及深度圖像；借助深度圖像將二維標記點坐標信息轉化為三維坐標以得到術中物理空間的標記點點集信息；將得到的術前圖像空間的標記點點集和術中物理空間的標記點點集做點對匹配運算；應用注冊所得的圖像空間與物理空間的變換結果，開始實時導航過程。本發明還提供了一種腹部外科手術導航系統。本發明所提供的腹部外科手術導航方法及系統能提高腹部手術導航精度與腹部手術的安全性。

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種腹部外科手術導航方法及系統。

背景技術

傳統的基于標記點的外科手術導航系統在術前和術中標記點的選取時需要人工干預，所選取的標記點具有很強的主觀性與不穩定性，不同的操作者所選取的結果不盡相同，同一操作者在不同時刻所得的結果也不盡一致，人工干預也可能導致標記點選取的潛在錯誤，這些對最終的注冊結果影響非常顯著，并直接影響到導航的精度。假如外科醫生對注冊結果不滿意，需要重新注冊時，術前和術中所有的標記點需要重新選取，即注冊過程沒有可回溯性與重復性。另一方面，如果在手術過程中，病人手術區域發生移動或者變形時，在這之前的注冊結果就會失效，導航系統要正確定位則需重新注冊，整個手術導航過程繁瑣、耗時，不利于手術導航的正常進行。此外，在腹部手術的導航過程中，人體腹部的腹式呼吸運動導致粘貼于腹部表面的標記點并非靜止不動，標記點的位置會隨著腹部的運動而變化。

因此，亟需設計一種全新的腹部外科手術導航方法及系統，從而可以提高腹部手術導航精度以及腹部手術的安全性。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種腹部外科手術導航方法及系統，旨在解決現有技術中基于標記點的腹部外科手術導航方法及系統的精準度不夠的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種腹部外科手術導航方法，包括：

對術前采集到帶標記點信息的CT或MR圖像利用第一預設算法自動提取標記點以得到術前圖像空間的標記點點集信息；

術中通過影像獲取設備獲取病人手術區域的RGB圖像以及深度圖像，并采用第二預設算法獲取所述RGB圖像的二維標記點坐標信息；

借助所述深度圖像將所述二維標記點坐標信息轉化為三維坐標以得到術中物理空間的標記點點集信息；

將得到的所述術前圖像空間的標記點點集和所述術中物理空間的標記點點集做點對匹配運算，以得到圖像空間與物理空間的變換結果并完成注冊過程；

應用注冊所得的圖像空間與物理空間的變換結果，開始實時導航過程。

優選的，在所述對術前采集到帶標記點信息的CT或MR圖像利用第一預設算法自動提取標記點以得到術前圖像空間的標記點點集信息的步驟之前，所述方法還包括：

在病人待手術區域的腹部體表上貼上多個標記點后，對病人進行CT或MR掃描以采集帶標記點信息的CT或MR圖像。

優選的，所述第一預設算法具體為結合區域生長算法及高斯曲率對術前采集的帶標記點信息的CT或MR圖像作標記點自動提取，得到術前圖像空間的標記點點集信息。

優選的，所述第二預設算法具體為術中采用深度相機獲取手術區域的RGB圖像以及深度圖像，根據標記點在RGB三個分量上的值的比率獲取RGB圖像的二維標記點坐標信息，借助深度圖像，可將二維標記點坐標信息轉化為三維坐標，得到術中物理空間的標記點點集信息。

優選的，所述影像獲取設備具體為深度相機。