[發(fā)明專利]一種基于增強現(xiàn)實的顱頜面骨折修復(fù)導(dǎo)航系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110631265.1
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113317876A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高塬;林力;謝叻;柴崗;石運永
• 申請（專利權(quán)）人: 上海盼研機器人科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/00
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

本發(fā)明涉及一種基于增強現(xiàn)實的顱頜面骨折修復(fù)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括頭戴式顯示器、圖像標記物裝置和固定器，所述圖像標記物裝置包括一個第一圖像標記物和至少一個第二圖像標記物，所述第一圖像標記物和第二圖像標記物均安裝有固定器，所述第一圖像標記物和第二圖像標記物通過固定器固定在各自對應(yīng)的實體上；所述頭戴式顯示器包括掃描單元、配準顯示單元、存儲單元和數(shù)據(jù)處理單元；掃描單元用于識別第一圖像標記物和第二圖像標記物以獲取其位置；配準顯示單元將患者的三維模型與患者重疊并顯示，數(shù)據(jù)處理單元用于計算游離骨折塊到骨折復(fù)位點距離，以引導(dǎo)醫(yī)生移動游離骨折塊到達骨折復(fù)位點。本發(fā)明通過增強現(xiàn)實的方式引導(dǎo)醫(yī)生進行骨折復(fù)位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于增強現(xiàn)實的顱頜面骨折修復(fù)導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)

顱頜面骨折目前除少數(shù)為火器傷外，大部分為外傷，比如交通事故傷、工傷、運動傷、跌打損傷及動物致傷等。在所有顱頜面骨折中，眶顴復(fù)合體骨折最為常見。眶顴復(fù)合體骨折導(dǎo)致顴面部塌陷，顴弓向外移位或凹陷，從而引起面部畸形以及復(fù)視、口張受限、眶下神經(jīng)麻醉、等功能異常。由于人體面部復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，眶顴復(fù)合體骨折復(fù)位對外科醫(yī)生來說是一種具有挑戰(zhàn)性的手術(shù)。

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，包括CT、MR等，醫(yī)生能夠在術(shù)前獲取患者的影像資料。醫(yī)生依據(jù)影像資料對患者做出診斷，并制訂相應(yīng)的手術(shù)計劃。在術(shù)中，如何嚴格地按照術(shù)前設(shè)計的手術(shù)計劃執(zhí)行手術(shù)十分重要。在傳統(tǒng)手術(shù)中，骨折的復(fù)位主要依靠主刀醫(yī)生的經(jīng)驗，很難精準的完成術(shù)前設(shè)計的手術(shù)方案。同時傳統(tǒng)的手術(shù)導(dǎo)航方式中，手術(shù)方案顯示在計算機屏幕上，與患者相互分離，醫(yī)生需要不斷地在屏幕和患者之間切換視線以檢查手術(shù)方案，醫(yī)生的注意力被分散，同時方案與患者的分離導(dǎo)致醫(yī)生對手術(shù)方案的理解也并不準確。隨著計算機技術(shù)以及圖像技術(shù)的發(fā)展，增強現(xiàn)實這一概念開始成熟，也逐漸被用于醫(yī)療領(lǐng)域。增強現(xiàn)實的主要特點在于虛實結(jié)合、三維重建和實時交互，非常適合用于手術(shù)的導(dǎo)航。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于增強現(xiàn)實的顱頜面骨折修復(fù)導(dǎo)航系統(tǒng)，通過增強現(xiàn)實的方式引導(dǎo)醫(yī)生進行骨折復(fù)位，保證手術(shù)的效率和安全性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于增強現(xiàn)實的顱頜面骨折修復(fù)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括頭戴式顯示器、圖像標記物裝置和固定器，所述圖像標記物裝置包括一個第一圖像標記物和至少一個第二圖像標記物，所述第一圖像標記物和第二圖像標記物均安裝有固定器，所述第一圖像標記物通過固定器固定在患者的預(yù)設(shè)位置上，所述第二圖像標記物通過固定器固定在游離骨折塊上；

所述頭戴式顯示器包括掃描單元、配準顯示單元、存儲單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述存儲單元用于存儲與第一圖像標記物對應(yīng)的患者的三維模型；

所述掃描單元用于識別第一圖像標記物和第二圖像標記物，以獲取第一圖像標記物中心和第二圖像標記物中心相對于掃描單元的光心坐標；

所述配準顯示單元用于根據(jù)獲取到的第一圖像標記物中心相對于掃描單元的光心坐標，調(diào)用存儲單元中患者的三維模型，并將患者的三維模型移動至與患者重疊并顯示；

所述數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)獲取到的第二圖像標記物中心相對于掃描單元的光心坐標，通過實時計算游離骨折塊到患者的三維模型上的骨折復(fù)位點距離，來引導(dǎo)醫(yī)生將游離骨折塊移動至骨折復(fù)位點。

所述存儲單元還用于存儲預(yù)設(shè)手術(shù)方案，所述預(yù)設(shè)手術(shù)方案具體為：基于所述患者的三維模型將游離骨折塊移動至正確的骨折復(fù)位點。

所述配準顯示單元用于在游離骨折塊與骨折復(fù)位點之間設(shè)置連線，所述連線用于使游離骨折塊到達正確的骨折復(fù)位點。

所述配準顯示單元用于在游離骨折塊與骨折復(fù)位點的重合部位設(shè)置有碰撞檢測點。

所述游離骨折塊各個取樣點的位置與骨折復(fù)位點的距離均小于預(yù)設(shè)距離，則表明游離骨折塊正確復(fù)位。