[發明專利]一種手術導航方法和裝置

在審

• 申請號: 201811004623.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109106448A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 上海霖晏醫療科技有限公司;劉洋
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉佳;王寶筠

本申請實施例公開了一種手術導航方法和裝置，通過將TOF成像模塊采用的坐標系作為標準，把透視模型映射到第一患者實時位置，從而得到用于在AR顯示設備上實時顯示的第一手術導航圖像。其中，透視模型通過對患者手術部位的透視圖像進行三維重建而得到；第一患者實時位置可以通過AR顯示設備上的TOF成像模塊對患者手術部位進行識別而得到。這樣，可以解決基于AR的手術導航技術中利用光學追蹤器帶來的高成本、難改裝和計算深度信息速度慢等問題，采用TOF成像模塊定位患者的實時位置，降低了包括TOF成像模塊的手術導航系統的成本，使得該手術導航系統能能夠適應于各種不同醫療環境便捷地改裝，而且還能夠高效的計算深度信息。

技術領域

本申請涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種手術導航方法和裝置。

背景技術

為了使得醫生能夠清晰地了解手術器械相對病人解剖結構的位置，計算機輔助導航技術被應用到醫生的手術過程中。通過在手術過程中對患者手術部位和手術器械進行定位跟蹤，向醫生顯示具有患者手術部位位置及手術器械位置的導航圖像，從而使得醫生能夠根據導航圖像開展手術。

為了避免醫生的視野在導航圖像與手術場景之間頻繁切換，以使得醫生能夠更直觀地了解手術場景中手術器械與患者手術部位之間的空間位置關系，增強現實(AugmentedReality，AR)技術被引入到手術導航技術中。在基于AR的手術導航技術中，通過對患者手術部位進行X線透視而形成的透視圖像，可以按照AR顯示設備上的光學追蹤器對患者實時位置的定位被映射到AR顯示設備上，從而形成手術導航圖像。但是，在手術導航技術中使用光學追蹤器，不僅成本較高，而且對于各種不同醫療環境難以便捷地改裝，還難以快速計算深度信息。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是，提供一種手術導航方法、裝置和系統，以使得在定位患者實時位置時使用飛行時間(Time of Flight，TOF)成像模塊而不是光學追蹤器，從而降低手術導航設備的成本，使得手術導航設備能夠適應于各種不同醫療環境便捷地改裝，而且還能快速計算深度信息。

第一方面，提供了一種手術導航方法，包括：

獲取對患者手術部位的透視圖像進行三維重建而得到的透視模型；

獲取增強現實顯示設備上的飛行時間TOF成像模塊對所述患者手術部位進行識別而得到的第一患者實時位置；

在所述TOF成像模塊采用的坐標系下，將所述透視模型映射到所述第一患者實時位置，得到第一手術導航圖像；

所述第一手術導航圖像用于在所述增強現實顯示設備上顯示。

在一種可能的實現方式中，在所述透視模型中顯示有所述患者手術部位上的水印圖案標記；

所述第一患者實時位置具體為所述患者手術部位上的水印圖案標記被所述TOF成像模塊識別到的位置；

在所述第一手術導航圖像中，所述透視模型中的水印圖案標記與所述第一患者實時位置相重合。

在另一種可能的實現方式中，該方法還包括：在獲取所述透視模型之后，在所述透視模型中選取特定區域并顯示；

所述第一患者實時位置具體為，在手術器械上的探針在所述患者手術部位上對應于所述特定區域的位置進行滑動的過程中，所述TOF成像模塊識別到的所述手術器械上的追蹤部件的位置；

在所述第一手術導航圖像中，所述透視模型中的所述特定區域與所述第一患者實時位置是相擬合的。

可選地，所述特定區域為在所述透視模型中基于基準點而選取的點集，所述基準點是基于預設規則或用戶選取操作而在所述透視模型中確定出來的。

可選地，所述追蹤部件為定位球。

可選地，該方法還包括：