[發明專利]一種用于人工耳蝸導航手術的鈦釘配準系統及方法

有效

• 申請號: 202010880144.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111803212B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉洪升;楊標;季旭全;耿寶多
• 申請（專利權）人: 蘇州鑄正機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61N1/36
• 代理公司: 北京千壹知識產權代理事務所(普通合伙) 11940
• 代理人: 王玉玲

本發明公開了一種用于人工耳蝸導航手術的鈦釘配準裝置及方法，屬于植入手術系統領域，包括頭架、鈦釘、探針、標記點、雙目跟蹤傳感器和計算機分析模塊，其中：鈦釘用于植入到患者側耳廓后；所述探針安裝在頭架一側，用于連接鈦釘；標記點包括分別安裝在探針、頭架上的標記點，雙目跟蹤傳感器用于采集標記點的空間坐標；計算機分析模塊與雙目傳感器通訊連接，通過探針與頭部鈦釘的連接來計算鈦釘以頭架為參照系下的空間坐標和位置，與獲取的患者耳蝸及周圍組織的三維空間坐標和位置進行配準。本發明根據探針和頭架的標記點以及鈦釘和患者耳蝸的CT圖像統一到參考坐標系下，能夠精確的對手術工具進行定位，并根據術前規劃進行導航，便于醫生操作。

技術領域

本發明涉及人工耳蝸植入手術系統領域，尤其涉及一種用于人工耳蝸導航手術的鈦釘配準系統及方法。

背景技術

耳蝸是外周聽覺系統的組成部分，其核心為聽覺傳到器官柯蒂氏器，它將來自中耳的聲音信號轉換為相應的神經電信號，交送腦的中樞聽覺系統進行進一步處理。絕大多數感音神經性聾的病理基礎是源于毛細胞的掃視或功能缺陷，人工耳蝸可由體外語言處理器將聲音轉換為一定編碼形式的電信號，通過植入體內的電極系統直接興奮聽神經來恢復或重建聾人的聽覺功能。

人工耳蝸植入手術的實質就是將人工耳蝸體內部分放入耳后的皮下和顱骨外并固定。該手術對執行者的要求極高，需要在不損傷電極的情況下，將電極深深地插入鼓階內，在不損傷電極和植入體的同時，也不能損傷電極和植入體周圍的結構，如頭皮，外耳道，鼓膜，面神經等，因此手術過程存在一定風險，如損壞前庭系統或面神經等，并且目前仍未找到較好的解決方法。隨著計算機和視覺等技術的發展，導航下的微創手術逐漸推廣，不僅減小了手術創傷，還提高了手術精度。進行導航手術最關鍵的兩個問題在于人體術區器官組織和手術器材工作空間的配準和實時導航。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于人工耳蝸導航手術的鈦釘配準系統及方法，用于在人工耳蝸植入手術過程中對手術工具進行定位和導航，協助醫生，以提高手術精度，降低手術風險。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種用于人工耳蝸導航手術的鈦釘配準裝置，包括頭架、鈦釘、探針、標記點、所述圖像分析模塊、雙目跟蹤傳感器和計算機分析模塊，其中：

所述頭架用于手術時對患者頭部進行支撐固定；

所述鈦釘用于植入到患者側耳廓后；

所述探針安裝在頭架一側，用于連接鈦釘；

所述標記點包括分別安裝在探針、頭架上的標記點，與雙目跟蹤傳感器連接，所述雙目跟蹤傳感器用于采集標記點的空間坐標；

所述計算機分析模塊與雙目傳感器通訊連接，用于讀取各組標記點的空間坐標并進行計算，并從圖像分析模塊中獲取患者耳蝸及周圍組織的三維空間坐標和位置，通過探針與頭部鈦釘的連接來計算鈦釘以頭架為參照系下的空間坐標和位置，并與獲取的患者耳蝸及周圍組織的三維空間坐標和位置進行配準。

進一步地，還包括圖像分析模塊，所述圖像分析模塊用于根據患者的頭部CT圖像對患者鈦釘、耳蝸及周圍組織進行分割和三維重建以獲得各自坐標和相對位置關系。

進一步地，所述圖像分析模塊可以采用傳統的醫療圖像分析軟件。

進一步地，所述計算機分析模塊通過構建頭架的空間坐標系并根據探針的機械尺寸計算計算鈦釘以頭架為參照系下的空間坐標和位置。

進一步地，所述標記點還包括用于安裝在手術工具上的標記點，所述計算機分析模塊通過所述雙目跟蹤傳感器定位手術工具上的標記點計算手術工具末端以頭架參照系下的空間坐標實現手術過程的導航。

進一步地，所述鈦釘的頂部設有用于探針末端插入的凹槽。