[發(fā)明專利]板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911046350.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110604617B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘俊君;李方紅;葛璞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市科創(chuàng)數(shù)字顯示技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20;G06V20/69;G06V10/764;G06V10/26
• 代理公司: 深圳市德力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44265
• 代理人: 林才桂;張洋

本發(fā)明提供一種板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及方法。該板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)包括依次連接的攝像單元、處理單元以及AR單元；攝像單元用于獲取板層角膜移植手術(shù)過(guò)程中的視頻影像；處理單元用于對(duì)視頻影像中的每一幀圖像中的角膜輪廓進(jìn)行分割，得到多幀角膜輪廓圖像，將多幀角膜輪廓圖像劃分為多個(gè)關(guān)鍵幀角膜輪廓圖像與多個(gè)遮擋幀角膜輪廓圖像，當(dāng)當(dāng)前幀角膜輪廓圖像為遮擋幀角膜輪廓圖像時(shí)，恢復(fù)當(dāng)前幀角膜輪廓圖像被遮擋的運(yùn)動(dòng)信息并對(duì)關(guān)鍵幀角膜輪廓圖像進(jìn)行變形以重建當(dāng)前幀角膜輪廓圖像，再控制AR單元在當(dāng)前幀角膜輪廓圖像中疊加一標(biāo)記以標(biāo)注出角膜輪廓以及多個(gè)角膜縫針位置，從而指導(dǎo)醫(yī)生及時(shí)準(zhǔn)確的找到角膜縫針位置，提高手術(shù)成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及眼科手術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

角膜疾病是世界范圍內(nèi)最主要的致盲性眼病之一，在我國(guó)的發(fā)病率僅次于白內(nèi)障，約為11.5/10000。隨著技術(shù)的發(fā)展，深板層角膜移植手術(shù)(DeepAnterior?LamellarKeratoplasty，DALK)成為藥物無(wú)法治療的感染性角膜潰瘍等疾病的唯一有效的治療手段，板層角膜移植手術(shù)是以角膜的部分組織為操作對(duì)象進(jìn)行的手術(shù)，只切除有病變的角膜淺層組織，深層比較完好的受主角膜仍然保留作為移植床，然后取同樣大小和厚度的角膜材料作為淺層角膜片，縫于患者角膜的創(chuàng)面上，由于板層角膜移植手術(shù)不擾動(dòng)眼內(nèi)組織，因此板層角膜移植手術(shù)能夠有效地降低發(fā)生內(nèi)皮性排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，減少散光等手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生。

然而，板層角膜移植手術(shù)對(duì)醫(yī)生的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)有著嚴(yán)格的要求，由于板層角膜移植手術(shù)場(chǎng)景復(fù)雜，手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，手術(shù)過(guò)程中受血液污染和手術(shù)器械遮擋的干擾較大，角膜輪廓邊界十分模糊，因此板層角膜移植過(guò)程中難以定位角膜縫針位置，造成角膜縫合位置分布不均勻，導(dǎo)致移植的角膜受力不均勻，從而引發(fā)多種術(shù)后并發(fā)癥的問(wèn)題，因此訓(xùn)練有素的醫(yī)務(wù)人員和角膜供體的嚴(yán)重缺乏，容易導(dǎo)致角膜疾病難以得到及時(shí)有效的治療，引發(fā)失明等嚴(yán)重后果。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented?Reality，AR)是一種新的技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬圖形融合到使用者所看到的真實(shí)世界景象中，使用者可從計(jì)算機(jī)描繪的模擬模型中獲得額外的信息，從而對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有三大特點(diǎn)：虛擬結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維匹配。手術(shù)導(dǎo)航是將病人術(shù)前或術(shù)中影像數(shù)據(jù)和手術(shù)床上病人解剖結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，手術(shù)中跟蹤手術(shù)器械并將手術(shù)器械的位置在病人影像上以虛擬探針的形式實(shí)時(shí)更新顯示，使醫(yī)生對(duì)手術(shù)器械相對(duì)病人解剖結(jié)構(gòu)的位置一目了然，使外科手術(shù)更快速、更精確、更安全。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航(Augmented?Reality?Surgery?Navigation)則是將虛擬信息融合到現(xiàn)實(shí)手術(shù)環(huán)境中，能夠讓醫(yī)生直接看到配準(zhǔn)疊加后的場(chǎng)景，為醫(yī)生提供實(shí)時(shí)的手術(shù)指導(dǎo)，及時(shí)做出精準(zhǔn)決策，減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)追蹤角膜輪廓，指導(dǎo)醫(yī)生能夠及時(shí)準(zhǔn)確的找到角膜縫針位置，提高手術(shù)成功率。

本發(fā)明的目的還在于提供一種板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航方法，能夠?qū)崟r(shí)追蹤角膜輪廓，指導(dǎo)醫(yī)生能夠及時(shí)準(zhǔn)確的找到角膜縫針位置，提高手術(shù)成功率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種板層角膜移植AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：攝像單元、與所述攝像單元連接的處理單元以及與所述處理單元連接的AR單元；

所述AR單元用于通過(guò)AR在當(dāng)前幀角膜輪廓圖像中疊加一標(biāo)記以標(biāo)注出角膜輪廓以及多個(gè)角膜縫針位置；

所述攝像單元用于獲取板層角膜移植手術(shù)過(guò)程中的視頻影像；

所述處理單元用于對(duì)視頻影像中的每一幀圖像中的角膜輪廓進(jìn)行分割，得到多幀角膜輪廓圖像，將多幀角膜輪廓圖像劃分為多個(gè)關(guān)鍵幀角膜輪廓圖像與多個(gè)遮擋幀角膜輪廓圖像，所述關(guān)鍵幀角膜輪廓圖像為角膜輪廓完全可見(jiàn)的圖像，所述遮擋幀角膜輪廓圖像為角膜輪廓被遮擋的圖像，