[發明專利]基于增強現實的穿刺手術導航裝置及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202110358148.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113133814A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 孫非;朱奕;郭曉杰;崔芙粒;單瑩
• 申請（專利權）人: 上海復拓知達醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B34/20;A61B34/10
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 王義剛;賴慶梧

本發明公開了基于增強現實的穿刺手術導航裝置、方法及計算機可讀存儲介質，該裝置包括：醫學影像獲取模塊，用于獲得所述患者的解剖結構模型；現場圖像獲取模塊，用于獲取手術現場的現場圖像；位置配準模塊，用于將所述解剖結構模型與手術現場的所述患者的相應解剖結構進行位置配準；器械識別模塊，用于識別操作者手中穿刺器械的位置與針尖朝向；路徑計算模塊，用于計算獲得穿刺手術的路徑信息；顯示模塊，用于以增強現實方式將提示信息顯示于手術現場場景的相應位置。本發明不用操作者觀看二維屏幕，而是通過增強現實頭戴式設備使操作者直視解剖結構模型以及器械的真實延伸方向，通過調整自己的觀察角度及器械朝向，就可找到最佳手術路徑。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種基于增強現實的穿刺手術導航裝置、方法及計算機可讀存儲介質。

背景技術

傳統穿刺導航系統制定手術計劃時，一般是在平面顯示器上，通過對影像采集的2D圖像或者經過軟件重建的三維模型，進行手術計劃的制定。從而在手術的制定過程中需要在二維，三維模式中反復切換，不僅很難掌握，同時受平面顯示器限制，很難實現在三維方向上移動穿刺針，確認穿刺方向。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個，本發明公開提供了一種基于增強現實的穿刺手術導航裝置、方法及計算機可讀存儲介質。

第一方面，本發明提供了一種基于增強現實的穿刺手術導航裝置，該裝置包括：醫學影像獲取模塊、現場圖像獲取模塊、位置配準模塊、器械識別模塊、路徑計算模塊和顯示模塊，其中，

所述醫學影像獲取模塊，用于獲取患者的術前醫學影像，并根據所述術前醫學影像獲得所述患者的解剖結構模型；

所述現場圖像獲取模塊，用于獲取手術現場的現場圖像，所述現場圖像由操作者佩戴的頭戴式設備拍攝得到；

所述位置配準模塊，用于根據所述患者的解剖結構模型以及所述現場圖像，將所述解剖結構模型與所述手術現場的所述患者的相應解剖結構進行位置配準；

所述器械識別模塊，用于根據所述現場圖像識別操作者手中穿刺器械的位置與針尖朝向；

所述路徑計算模塊，用于根據所述穿刺器械的位置與針尖朝向、所述患者的解剖結構模型以及所述患者的解剖結構模型中的穿刺目標，計算獲得穿刺手術的路徑信息；

所述顯示模塊，用于根據所述路徑計算單元計算得到的所述路徑信息生成提示信息，并通過所述頭戴式設備以增強現實方式將所述提示信息疊加顯示于手術現場場景的相應位置。

可選地，所述路徑計算模塊具體用于根據所述穿刺器械的位置與針尖朝向計算得到所述穿刺器械的針體延長線；所述顯示模塊用于將所述針體延長線疊加顯示于所述穿刺器械的針尖遠端位置。

可選地，所述針體延長線的顯示長度為當前針尖位置到達所述穿刺目標的長度。

可選地，所述顯示模塊還用于，顯示用于引導所述操作者調整至最佳觀察角度的提示信息。

可選地，所述路徑計算模塊包括第一判斷單元和第二判斷單元：

所述第一判斷單元用于判斷所述穿刺器械是否對準所述穿刺目標；

所述第二判斷單元用于判斷所述穿刺器械的針尖到所述穿刺目標的直線是否避開特定解剖結構；

所述顯示模塊根據所述第一判斷單元和/或第二判斷單元的判斷結果，顯示第一提示信息和/或第二提示信息。

可選地，所述第一判斷單元具體用于判斷所述穿刺器械的針體延長線是否與穿刺目標存在交點。

可選地，所述穿刺目標是人體胸腹部的病變位置，例如肺結節；

所述第二判斷單元具體用于判斷所述穿刺器械的針尖到所述穿刺目標的直線是否避開肋骨、血管或氣管。