[發(fā)明專利]一種腹部外科精準手術(shù)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710064456.8
• 申請日: 2017-02-04
• 公開（公告）號: CN106580477A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙松凌;張小文;鄒浩;李越華
• 申請（專利權(quán)）人: 趙松凌
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腹部外科手術(shù)，具體涉及一種腹部外科精準手術(shù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

腹部外科手術(shù)，特別是針對肝膽胰的腹部外科手術(shù)多年來已經(jīng)取得了極大的發(fā)展，從早期的開腹手術(shù)發(fā)展到了腹腔鏡手術(shù)以及最新的達芬奇機器人手術(shù)。然而，即使是最新的達芬奇機器人手術(shù)，也僅僅是在腹腔鏡手術(shù)上做了視野、手術(shù)微量運動等精確控制方面的提升，這類改進的優(yōu)越性充分體現(xiàn)在以下幾個方面：利用電子信息的特點，可以實現(xiàn)遠程控制和遠程操作；利用機械手臂來執(zhí)行人手的操作可以避免術(shù)者手部顫動帶來的負面影響；利用雙視野攝像鏡頭擴大了術(shù)者視野，實現(xiàn)了初步的裸眼三維顯示，使之更逼近開腹手術(shù)的視野。

以上提升雖然極大地提高了術(shù)者實施微小動作的精確性和穩(wěn)定性，但是并沒有徹底地改變外科醫(yī)生手術(shù)的基本現(xiàn)狀：術(shù)者能看到的病患器官仍然僅僅是器官體表，無法利用斷層掃描影像來準確定位器官內(nèi)部的各類關(guān)鍵組織以及器官內(nèi)部的病灶點。由此，并沒有從實質(zhì)上對術(shù)者的手術(shù)提升根本的改變。如何利用病患的斷層掃描數(shù)據(jù)，使術(shù)者在手術(shù)過程中能夠精確定位病灶點，有效避開血管等關(guān)鍵管道，是一項亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提出了一種腹部外科精準手術(shù)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種腹部外科精準手術(shù)系統(tǒng)及方法，包含腹腔鏡主機、高分辨影像采集模塊、影像處理計算機、顯示屏，斷層掃描數(shù)據(jù)文件、斷層掃描文件-3D實體轉(zhuǎn)換軟件、病患腹部器官3D實體影像、腹腔鏡影像-3D實體影像顯示和疊加鎖定方法，其特征在于，所述高分辨影像采集模塊與腹腔鏡主機高清視頻輸出端子相連接，高分辯影像采集模塊的輸出與影像處理計算機USB端口相連接。

病患腹部器官3D實體影像與腹腔鏡影像-3D實體影像疊加鎖定方法的特征在于，依據(jù)以下步驟實現(xiàn)病患腹部器官三維實體影像關(guān)鍵點的顯示方位和顯示比例與病患腹腔鏡腹部器官體表影像關(guān)鍵點的顯示方位和顯示比例同步鎖定，當實體三維影像體表關(guān)鍵點與腹腔鏡影像體表關(guān)鍵點重合鎖定時，實體三維影像與腹腔鏡影像疊加顯示于影像處理計算機顯示屏上，否則僅顯示腹腔鏡影像：

步驟1 輸入病患的CT或MRI斷層掃描數(shù)據(jù)文件；

步驟2 利用斷層掃描文件-3D實體轉(zhuǎn)換軟件生成腹部主要器官肝、膽、胰腺的三維體表實體影像文件；

步驟3 利用斷層掃描文件-3D實體轉(zhuǎn)換軟件生成腹部主要器官肝、膽、胰腺的三維血管、管道實體影像文件；

步驟4 利用斷層掃描文件-3D實體轉(zhuǎn)換軟件生成腹部主要器官肝、膽、胰腺的三維韌帶、肌肉實體影像文件；

步驟5 利用斷層掃描文件-3D實體轉(zhuǎn)換軟件生成腹部主要器官肝、膽、胰腺的腫瘤、結(jié)石等占位實體影像文件；

步驟6 在主要器官上選取至少3個在術(shù)中相對位置不發(fā)生變化的器官關(guān)鍵點的X、Y、Z坐標；

步驟7 把選取的至少3個體表關(guān)鍵點的坐標存入影像處理計算機內(nèi)存；

步驟8 利用高清視頻數(shù)據(jù)采集模塊將由腹腔鏡主機輸出的高清視頻信號采集到影像處理計算機內(nèi)存；

步驟9 人工選取腹腔鏡影像中至少3個腹部主要器官體表關(guān)鍵點的X、Y、Z坐標，存入影像處理計算機內(nèi)存；

步驟10 根據(jù)人工選取的腹腔鏡影像中至少3個腹部主要器官體表關(guān)鍵點的X、Y、Z坐標，實時驅(qū)動實體三維影像，使預先提取的至少3個關(guān)鍵與腹腔鏡影像的三個關(guān)鍵點的X、Y、Z坐標重合；

步驟11 判別兩個影像各自關(guān)鍵點在X、Y、Z坐標之間的差值，當差值小于預先設(shè)定的值時，表示兩個影像重疊鎖定成功，預先設(shè)定的差值為1毫米；

步驟12 若鎖定成功，將腹腔鏡影像與三維實體影像重疊顯示于影像處理計算機顯示器上，否則，僅顯示腹腔鏡影像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明，可實現(xiàn)增強現(xiàn)實虛擬環(huán)境下腹部器官內(nèi)部各類影像的實時顯示，引導外科醫(yī)生實施精準手術(shù)。通過本發(fā)明，可以有效降低出血、縮短手術(shù)時間，最大限度地保留殘存器官。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明的一種腹部外科精準手術(shù)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明的腹腔鏡影像-3D實體影像疊加鎖定方法的病患腹部主要器官的斷層掃描影像-3D實體影像的轉(zhuǎn)換流程框圖。

圖3 為本發(fā)明的腹腔鏡影像-3D實體影像疊加鎖定方法的病患主要器官3D實體影像的動態(tài)顯示驅(qū)動流程圖。

圖4 為本發(fā)明的腹腔鏡影像-3D實體影像疊加鎖定方法的從病患主要器官3D實體影像體表關(guān)鍵點坐標提取的流程圖。