[發(fā)明專利]用于手術導航的注冊配準系統及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710720136.3
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107440797B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 劉洋;上海霖晏醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅朗

本發(fā)明公開了一種用于手術導航的注冊配準系統及方法，其中系統包括控制主機、第一標記部件、第二標記部件、定位追蹤設備、圖像采集設備，術前CT掃描獲取含手術部位與第一標記部件相對位置信息的CT數據，圖像采集設備采集第一標記部件、第二標記部件獲取第一標記部件、第二標記部件相對圖像采集設備的位置信息，控制主機根據預存的圖像采集設備與定位追蹤設備相互位置關系結合相對位置信息將CT數據在定位坐標系完成三維影像重建及注冊配準，然后術中定位追蹤設備實時定位追蹤第二標記部件，控制主機根據實時定位追蹤數據動態(tài)配準三維影像。本發(fā)明能提供高精度、直觀易懂、實時配準的三維影像，方便醫(yī)生術中操作。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，特別涉及一種用于手術導航的注冊配準系統及方法。

背景技術

在手術中，尤其是骨科手術，為了找準手術部位，一種傳統方法是依靠醫(yī)生多年的手術經驗對手術部位進行確定，在患者身上放置定位針，然后使用X光透視機拍攝X光片，以獲取橫切面和縱切面的透視圖，據此糾正定位針位置，這種方式需要醫(yī)生具有極為豐富的經驗，對醫(yī)生要求較高，因此，對手術的推廣應用具有一定的局限性，并且這種依靠醫(yī)生經驗確定手術部位的方式具有不確定性，存在一定的風險，一旦定位不準，則需重新進行。有時患者需要多次透視，最壞情況可達十幾次，使得患者承受過多的輻射。

還有一種方式，即采用骨科計算機輔助導航技術，該技術基于術中圖像，采用相應定位手段對手術部位和術中的手術器械進行精確的實時跟蹤、顯示和引導，從而使骨科醫(yī)生能夠根據導航圖像開展手術。該導航技術的工作原理為：在患者的手術部位附近和手術器械上安裝發(fā)射紅外光線的mark(標記)點，定位設備采用紅外線作為發(fā)射源、CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)相機為接收器，利用發(fā)出的信號對患者的骨骼位置和手術器械的位置以及運動軌跡進行跟蹤，同時將這些信息通過顯示器展示給醫(yī)生；在術中進行患者手術部位的X線透視，并將透視圖像與得到的患者骨骼位置和手術器械位置圖像進行合成，從而得到醫(yī)生進行手術采用的導航圖像。采用骨科計算機輔助導航技術后，醫(yī)生在手術中首先在患者手術部位附近和手術器械上安裝示蹤器，然后拍攝患者手術部位的透視圖像，此時，在導航軟件模塊上就能看到手術器械進入患者身體內部的虛擬圖像，這樣就能在導航顯示器上實時觀看手術器械與患者手術部位的位置關系，并可以根據導航系統制定的手術規(guī)劃完成整個手術。但是這種導航信息不易理解，醫(yī)生主要利用導航系統屏幕上顯示的疊加了手術器械信息的斷層圖像來進行術中定位，而這些圖像并不能很好地反映出患者當前體位，使得醫(yī)生不能直觀地理解真實手術場景中手術器械與實際患者解剖結構間的空間位置關系。而且，這種定位方式會對患者造成除手術部位以外的其他創(chuàng)口。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現有技術中傳統方法需依賴醫(yī)生經驗，定位不準確，還可能需多次拍片而造成患者承受過多輻射，而新方法如骨科計算機輔助導航技術不能很好地反映出患者當前手術部位，使得醫(yī)生不能直觀地理解真實手術場景中手術器械與實際患者解剖結構間的空間位置關系，易對患者造成除手術部位以外的其他創(chuàng)口的缺陷，提供一種用于手術導航的注冊配準系統及方法。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種用于手術導航的注冊配準系統，其特點是，包括：控制主機、第一標記部件、第二標記部件、定位追蹤設備和圖像采集設備；

所述第一標記部件貼附在手術部位皮膚用于手術前CT(Computed Tomography，電子計算機斷層掃描)掃描時顯影以獲取包含有所述第一標記部件的圖案的CT數據，還用于被所述圖像采集設備采集以獲取所述第一標記部件與所述圖像采集設備之間的第一位置信息；

所述第二標記部件在手術前貼附在手術部位皮膚用于被所述圖像采集設備采集以獲取所述第二標記部件與所述圖像采集設備之間的第二位置信息，還用于被所述定位追蹤設備實時定位追蹤以獲取手術中所述第二標記部件在定位坐標系的坐標；