[發明專利]一種經皮椎間孔鏡手術精準規劃系統及方法

有效

• 申請號: 201611240967.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106821496B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李春海;鄭潮順;謝智衡;孔潔
• 申請（專利權）人: 妙智科技（深圳）有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;G06T17/30;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發明涉及一種經皮椎間孔鏡手術精準規劃系統及規劃方法，讀取DICOM數據，重建為體數據；分割選取原始圖像所需區域，進行孔鏡規劃，定位穿刺針目標靶點；規劃穿刺針的入針角度；查看不同方位下穿刺針的放置情況；顯示皮膚，查看皮膚上穿刺針的入針點；規劃和測量得到皮膚交點距離人體中線的距離，皮膚交點距離病椎上緣面的距離以及入針深度；建立工作管道，將穿刺針顯示為工作管道；生成模擬X光片；獲取和查看報告；本發明運用的三維重建技術，對二維醫學圖像進行邊界識別，重新還原出被檢組織或器官的三維圖像，用戶多角度、清晰觀察關注的部位以及其與周圍結構之間的關系，體現不同解剖結構及內置物之間的關系，實現手術操作的精準規劃。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于虛擬現實的經皮椎間孔鏡手術精準規劃系統，及其采用該系統進行手術精準規劃的方法。

背景技術

在傳統椎間孔鏡手術規劃中，采用二維規劃：基于MR、CT橫斷面規劃，術中需依據C臂進行調整，準度較差。對椎間盤、神經等軟組織三維立體結構顯影不清。對上關節突、椎弓根磨除范圍無指導作用，術中需依據術者經驗，標準化程度低。對游離型椎間盤突出，術前規劃不能準確評估是否適合椎間孔鏡手術及確切手術入路。

同時傳統規劃方法導致手術定位過程耗時長，使得術中X線的曝光次數增多和照射時間延長，增加X線輻射對病人、手術醫師的傷害且增加醫源性損傷及手術并發癥的發生概率，致使椎間孔鏡技術學習麻煩，影響椎間孔鏡技術的學習和推廣應用。

發明內容

針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種經皮椎間孔鏡手術精準規劃系統，及其使用該系統的方法，運用的三維重建技術，采用計算機技術對二維醫學圖像進行邊界識別，重新還原出被檢組織或器官的三維圖像。用戶可多角度、清晰觀察關注的部位以及其與周圍結構之間的關系，多方位查看局部解剖結構，并模擬手術器械如穿刺針、工作管道等的置入過程，便捷地控制工作管道在虛擬平臺中的位置，精確模擬術中穿刺過程并生成相應3D測量數據，最終可應用于真實手術中，用戶根據得到的相關數據進行手術規劃，規劃結果可直接用于手術過程，提高穿刺針穿刺的成功率。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種經皮椎間孔鏡手術精準規劃方法，其特征在于，按如下步驟：

S1：讀取DICOM數據，重建為體數據；

S2：分割選取原始圖像所需區域，對所需區域三維重建，獲取三維模型面數據信息，分割出椎間盤、神經根和皮膚；選擇骨組織閾值，分割出骨組織；

S3：進行孔鏡規劃，定位穿刺針目標靶點；

S4：規劃穿刺針的入針角度；

S5：入針后，查看不同方位下穿刺針的放置情況；

S6：顯示或隱藏皮膚，查看皮膚上穿刺針的入針點；

S7：規劃和測量，得到皮膚交點距離人體中線的距離，皮膚交點距離病椎上緣面的距離以及入針深度；

S8：建立工作管道，將穿刺針顯示為工作管道；

S9：通過對體數據進行蒙特卡羅物理模擬方法，生成模擬X光片；

S10：獲取和查看報告。

有益效果：本發明主要運用的三維重建技術，采用計算機技術對二維醫學圖像進行邊界識別，重新還原出被檢組織或器官的三維圖像。用戶可多角度、清晰觀察關注的部位以及其與周圍結構之間的關系，多方位查看局部解剖結構，并模擬手術器械如穿刺針、工作管道等的置入過程，便捷地控制工作管道在虛擬平臺中的位置，精確模擬術中穿刺過程并生成相應3D測量數據，最終可應用于真實手術中。相比傳統二維測量，在距離測量、角度測量等方面更能準確體現真實狀況，體現不同解剖結構及內置物(工作管道、穿刺針等)之間的關系，實現手術操作的精準規劃。