[發明專利]一種腹部外科精準手術引導系統及方法

在審

• 申請號: 201710635231.3
• 申請日: 2017-07-30
• 公開（公告）號: CN107198568A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 趙松凌;張小文;鄒浩;李越華;戈佳云
• 申請（專利權）人: 趙松凌
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種腹部外科精準手術引導系統及方法，包含微型3D影像采集和實時生成模塊、術中精準引導系統處理計算機、全高清彩色顯示器、由CT、MRI等斷層掃描影像經三維重建得到的病患腹部器官3D實體模型、3D影像關鍵特征點與3D實體模型影像關鍵特征點識別、鎖定和跟蹤的方法，其特征在于，所述微型3D影像采集和實時生成模塊的輸出端與術中精準引導系統處理計算機的輸入端相連接，全高清彩色顯示器的輸入端與術中精準引導系統處理計算機的輸出端相連結，由CT、MRI等斷層掃描影像經三維重建得到的病患腹部器官3D實體模型存儲于術中精準引導系統處理計算機的大容量外部存儲器中。

2.權利要求1所述一種腹部外科精準手術引導系統及方法，其特征在于，所述微型3D影像采集和實時生成模塊包含近紅外攝像頭、全高清彩色攝像頭、近紅外激光投影儀、高速低功耗視覺處理單元；近紅外攝像頭的輸出端與高速低功耗視覺處理單元的輸入端相連接，全高清彩色攝像頭的輸出端與高速低功耗視覺處理單元的輸入端相連接，近紅外激光投影儀的控制端與高速低功耗視覺處理單元的輸出控制端相連結，近紅外攝像頭、全高清彩色攝像頭、近紅外激光投影儀、高速低功耗視覺處理單元焊接安裝于同一塊電路板上。

3.權利要求1所述一種腹部外科精準手術引導系統及方法，其特征在于，所述微型3D影像采集和實時生成模塊的近紅外攝像頭的響應波長范圍為700-1000nm。

4.權利要求1所述一種腹部外科精準手術引導系統及方法，其特征在于，所述微型3D影像采集和實時生成模塊的近紅外激光投影儀的波長范圍為700-980nm。

5.權利要求1所述一種腹部外科精準手術引導系統及方法，其特征在于：依據以下步驟實現3D影像關鍵特征點與3D實體模型影像關鍵特征點識別、鎖定和跟蹤：

步驟1 腹部手術過程中，在門靜脈處注射吲哚箐綠，注射之后 ，用3D影像采集和實時生成模塊采集門靜脈及周圍組織的近紅外3D熒光影像；

步驟2 將采集得到的近紅外3D熒光影像導入術中精準引導系統處理計算機；

步驟3 在全高清彩色顯示器上選取由步驟2得到的門靜脈近紅外3D熒光影像上至少3個關鍵點（i=1,2,3）作為門靜脈3D熒光影像上的關鍵標識點Xi,Yi,Zi；

步驟4 存儲門靜脈近紅外3D熒光影像關鍵標點的Xi,Yi,,Zi坐標；

步驟5 將由CT、MRI等斷層掃描影像經三維重建得到的病患腹部器官3D實體模型導入術中精準引導系統處理計算機并將3D實體模型影像顯示于高清彩色顯示器上；

步驟6 在經三維重建得到的病患腹部器官3D實體模型影像上選取與步驟3選取部位相同的門靜脈上的至少3個點作為3D實體模型影像的關鍵標識點；

步驟7 存儲3D實體模型影像門靜脈表面上至少3個關鍵點(i=1,2,3)的xi，yi，zi坐標，關閉顯示的3D實體模型影像；

步驟8 設定判據閾值fz；

步驟9 計算X-x,Y-y,Z-z的差值，并根據X-x,Y-y,Z-z的差值修改3D實體模型顯示關鍵點的坐標，使關鍵點坐標與熒光影像關鍵點坐標重合，存儲關鍵點的坐標；

步驟10 以步驟9得到的關鍵點坐標作為3D實體模型關鍵點坐標重新裝入實體模型；

步驟11 計算并判斷關鍵點i的Xi-xi<fz， Yi-yi<fz，Zi-zi<fz比較各向量差值是否小于設定閾值；

步驟12若3D實體模型影像標識表面上關鍵點與3D熒光影像標識面上關鍵點的在各個方向上的差值大于預設的閾值，表明視點和顯示比例不一致，鎖定不成功，轉步驟9，調整3D實體影像的顯示視點和顯示比例；

步驟13 若3D實體模型影像標識表面上關鍵點與3D熒光影像標識面上關鍵點的在各個方向上的差值小于預設的閾值，表明視點和顯示比例一致，鎖定成功，將鎖定的3D實體模型影像與全高清影像疊加顯示于術中精準引導系統處理計算機的全高清彩色顯示器上。