[發(fā)明專利]輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航方法和導(dǎo)航系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410166557.2
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN104146767A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛青
• 申請（專利權(quán)）人: 薛青
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、術(shù)前掃描，獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建為三維模型，并在所述三維模型上確定預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)的第一配準(zhǔn)點組；

B、在病體上固定連接第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，利用結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描所述病體和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，將掃描結(jié)果形成三維圖像輸送給控制器，并撤走結(jié)構(gòu)光掃描儀；利用導(dǎo)航定位儀掃描帶有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記的手術(shù)器械，對其進行空間坐標(biāo)位置的標(biāo)定；

C、用所述手術(shù)器械在所述病體上尋找第二配準(zhǔn)點組，利用導(dǎo)航定位儀掃描后將所述第二配準(zhǔn)點組的特征點與所述第一配準(zhǔn)點組的特征點進行一一粗配準(zhǔn)，并將粗配準(zhǔn)結(jié)果輸送給所述控制器；

D、控制器根據(jù)所述粗配準(zhǔn)結(jié)果將所述三維圖像與所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域精配準(zhǔn)，確定所述病體和所述三維模型之間的精確空間位置映射關(guān)系；

E、利用導(dǎo)航掃描儀同時掃描記錄第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記，跟蹤所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記的精確位置，并在與所述控制器連接的顯示器上顯示所述手術(shù)器械所對應(yīng)的虛擬手術(shù)器械在三維模型中的相對位置及相互關(guān)系，實現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航方法，其特征在于，所述術(shù)前掃描為CT或核磁共振。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航方法，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均由被動反光材料制作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航方法，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均為固定在支架上的球狀或平面標(biāo)記。

5.一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：

三維模型圖像，由醫(yī)學(xué)影像儀獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建后得到，包括預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和設(shè)于所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的第一配準(zhǔn)點組；

第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于病體上，用于確定所述病體與第一坐標(biāo)系的相對位置數(shù)據(jù)；

第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于手術(shù)器械上，用于確定所述手術(shù)器械與所述第二坐標(biāo)系的相對位置數(shù)據(jù)，所述手術(shù)器械在所述病體上選取第二配準(zhǔn)點組的特征點，并與所述第一配準(zhǔn)點組的特征點一一粗配準(zhǔn)；

導(dǎo)航定位儀，用于跟蹤所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記；

結(jié)構(gòu)光掃描儀，用于掃描所述病體和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，并獲取三維圖像，該三維圖像與所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進行精配準(zhǔn)；

控制器，用于接收所述醫(yī)學(xué)影像儀和所述結(jié)構(gòu)光掃描儀獲取的影像結(jié)果，利用三維模型、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記計算完成所述粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)過程；

顯示器，用于顯示所述三維模型、所述病體、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記、所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述手術(shù)器械，完成術(shù)中導(dǎo)航。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀開始配準(zhǔn)時設(shè)于所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記的同側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀安裝于同一集成架上，且均與所述集成架鉸接。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述醫(yī)學(xué)影像儀為CT機或核磁共振機。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均由被動反光材料制作。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均為固定在支架上的球狀或平面標(biāo)記。