[發(fā)明專利]一種手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210272624.3
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114587592B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇玉婷;劉文博;張文露;曠雅唯
• 申請（專利權(quán)）人: 華科精準(zhǔn)（北京）醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11756
• 代理人: 孟姣

1.一種手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：定位追蹤模塊，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，標(biāo)定組件，和主機(jī)；

所述標(biāo)定組件包括定位模塊，所述定位模塊設(shè)置有m個定位球，m為大于6的自然數(shù)；

所述主機(jī)中含有計算機(jī)設(shè)備，所述計算機(jī)設(shè)備加載有可以執(zhí)行以下注冊方法的程序：

獲得所述定位模塊上所述m個定位球在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

接收利用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備分別在第一位置和第二位置采集的第一二維圖像和第二二維圖像，所述第一二維圖像和第二二維圖像均包含所述定位模塊；

在所述第一二維圖像中使用第一套環(huán)圈定n個定位球，n為大于5的自然數(shù)，且n小于m，然后在第二二維圖像中使用第二套環(huán)圈定相應(yīng)的定位球，利用所述第一套環(huán)和所述第二套環(huán)進(jìn)行第一次注冊，得到第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成粗注冊；根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，基于k個定位球在所述三維空間中的坐標(biāo)，所述k為大于n且小于等于m的自然數(shù)，計算得到所述第一二維圖像和第二二維圖像中所述k個定位球的理論圓心，并分別標(biāo)示以所述理論圓心為中心的第三套環(huán)，并在所述第一二維圖像和第二二維圖像中自動獲得所述k個定位球的模板，根據(jù)模板在所述第一二維圖像和第二二維圖像中重新提取所述k個定位球的圓心，然后使用所述k個定位球的圓心進(jìn)行第二次注冊，得到第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成精注冊；

利用所述第一二維圖像、所述第二二維圖像和所述第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過三角法，構(gòu)建出以醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的第一位置或者第二位置為基坐標(biāo)的三維坐標(biāo)系，利用所述三維坐標(biāo)系與所述世界坐標(biāo)系進(jìn)行注冊。

2.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定組件在所述注冊方法中獲得所述二維圖像期間保持空間位置不變。

3.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定組件的定位模塊上還設(shè)置有追蹤單元。

4.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定組件還包追蹤模塊，所述追蹤模包括支架和追蹤單元。

5.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述世界坐標(biāo)系選自以下任一：

以定位追蹤模塊為基準(zhǔn)建立的坐標(biāo)系；

以病人參考架作為基準(zhǔn)建立的坐標(biāo)系；

以醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、所述醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的一部分、或所述醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的附件作為基準(zhǔn)建立的坐標(biāo)系。

6.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述醫(yī)學(xué)成像設(shè)備選自以下任一：C臂、O臂、CT、X光機(jī)。

7.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊至少設(shè)置有兩個定位球安裝平面。

8.如權(quán)利要求7所述的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述定位球具有特定的排列關(guān)系。

9.一種手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的快速注冊方法，其特征在于，包括以下步驟：

使用設(shè)置有m個定位球的標(biāo)定組件，然后獲得所述m個定位球在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，m為大于6的自然數(shù)；

接收利用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備分別在第一位置和第二位置采集的第一二維圖像和第二二維圖像，所述第一二維圖像和第二二維圖像均包含所述標(biāo)定組件；

在所述第一二維圖像中使用第一套環(huán)圈定n個定位球，n為大于5的自然數(shù)，且n小于m，然后在第二二維圖像中使用第二套環(huán)圈定相應(yīng)的定位球，利用所述第一套環(huán)和所述第二套環(huán)進(jìn)行第一次注冊，得到第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成粗注冊；

根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，基于k個定位球在所述三維空間中的坐標(biāo)，所述k為大于n且小于等于m的自然數(shù)，計算得到所述第一二維圖像和第二二維圖像中所述k個定位球的理論圓心，并分別標(biāo)示以所述理論圓心為中心的第三套環(huán)，并在所述第一二維圖像和第二二維圖像中自動獲得所述k個定位球的模板，根據(jù)模板在所述第一二維圖像和第二二維圖像中重新提取所述k個定位球的圓心，然后使用所述k個定位球的圓心進(jìn)行第二次注冊，得到第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成精注冊；

利用所述第一二維圖像、所述第二二維圖像和所述第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過三角法，構(gòu)建出以醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的第一位置或者第二位置為基坐標(biāo)的三維坐標(biāo)系，利用所述三維坐標(biāo)系與所述世界坐標(biāo)系進(jìn)行注冊。