[實用新型]一種基于圖像的外科手術導航系統

有效

• 申請號: 201520698883.8
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN204909663U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 方明;盛浩
• 申請（專利權）人: 浙江科惠醫療器械股份有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 金根葉

技術領域

本實用新型屬于醫療器械技術領域，具體涉及一種基于圖像的外科手術導航系統。

背景技術

在傳統外科手術中，醫生如何準確的確定手術病灶位置成為手術中的一大難題，同時也是影響手術成功的關鍵因素。通常情況下，手術定位通常在術前采用核磁共振、CT等影像學設備，對病變的部位加以判斷，然后利用影響資料來制定手術方案。但是，這種方式有很大的缺陷，醫生難以確定手術精確位置，手術過程切口位置的選擇也十分困難，導致一些缺乏經驗的醫生在術中采用較大的切口，以便觀察病人手術部位的情況。然而，大切口創傷導致軟質損傷，不利于創口的愈合，尤其是骨外科手術中，對骨愈合影響很大。另外，大切口手術，也只能對手術部位的表層結構了解，手術部位的內部結構無法判斷，通常還得通過醫生的經驗來操作手術。

計算機輔助外科是研究和開發出的一種人機協作系統，通過合理、定量的利用CT/MRI/PET多模數據和導航系統，進行外科手術計劃、干預和評價。而外科手術導航系統為計算機輔助手術中的一個重點應用,目前已經開始應用于外科手術中,基于圖像的導航主要利用各種醫學圖像信息為手術器械導航，目的是最大可能地為外科醫生提供手術部位附近的信息，在二維的醫學圖像與實際部位之間架一座橋梁。

基于圖像的外科手術導航系統，就是以核磁共振、CT等醫學影像數據為基礎，通過運行平臺對影像數據的處理，在計算機上顯示出一個三維可視的虛擬骨骼，手術時，醫生對手術工具的操作，可在手術時利用該系統借助彩色圖像清晰地觀測手術工具與虛擬骨骼的狀態。通過手術導航，可以實現安全、可靠的手術過程，減少了病人的痛苦。

為此，人們相繼開發了諸多外科手術導航系統，如公告號：CN101019765“一種磁共振圖像引導下的手術系統及手術導航方法”、公告號：CN201422889“手術導航設備”、公開號：CN103211655A“一種骨科手術導航系統及導航方法”。公開號：CN101019765的技術方案它包括磁共振成像設備，跟蹤系統，手術器械，設置在磁共振設備上的病床，控制和顯示設備，以及與各系統想連接的計算機和控制軟件部分；還設置有標定針和標定模；在磁共振成型設備上，手術器械上和病床上分別設置有構成世界坐標系、手術器械坐標系和病床坐標系的示蹤器，各坐標系的位姿可以杯跟蹤系統測量；所述標定針與標定模型共用于將所述病灶坐標和手術器械坐標變換到同一個坐標系中，實現標定。由于該發明利用磁共振圖像來定位，磁共振的價格昂貴，該系統的結構復雜，操作麻煩，應用單一，無法有效的推廣。

另外，公告號：CN201422889的技術方案，該導航設備通過被動式紅外線光學定位方式被捕捉器跟蹤捕捉，但是，該系統未說明影像如何與實際病灶進行配準，缺乏一種精確的配準設備。

還有，公開號：CN103211655A的技術方案：包括射線裝置和圖形工作站，所述射線裝置用于術前拍攝患者手術部位骨骼的二維圖像，所述圖形工作站用于軟件的運行，其特征在于，還包括：三維運動捕捉系統：用于捕捉手術空間范圍內患者手術部位和手術器械的形狀、位置和/或運動軌跡的三維運動信息；導航軟件：運行于圖形工作站上，用于分別對患者術前拍攝的手術部位骨骼的二維圖像及患者手術部位和手術器械的形狀、位置和/或運動軌跡的三維運動信息進行三維重建，將重建后的兩種三維圖像在同一坐標系下進行配準融合得到三維導航圖像；智能眼鏡系統：用于實時顯示導航軟件返回的三維導航圖像。該技術方案也存在系統的結構復雜，操作麻煩，價格昂貴的弊病。

因此，提供一種結構簡單，容易操作的手術導航設備成為業界需要解決的問題。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于圖像的外科手術導航系統，結構簡單，容易操作，且具有精準的圖像配準過程。

上述的發明目的是通過以下技術方案實現的：一種基于圖像的外科手術導航系統，它包括：

三維掃描儀，用于獲取手術中骨骼的三維點云數據；

顯示設備，用于視頻輸出，圖像展示；

紅外光學定位儀，用于捕捉手術器械上的光學跟蹤標記，從而推算出手術器械的具體位置；

電腦主機，用于讀取病人CT、MRI數據資料以及其他影像資料；控制系統軟件的運行及三維掃描儀獲取的點云數據處理；

移動支架，用于上述掃描儀、顯示設備、紅外光學定位儀、電腦主機的安裝、移位；

其要點在于：電腦主機還與一醫學圖像分割模塊、一空間定位模塊、一掃描及成像模塊、一三維配準模塊相連接；