輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，包括術(shù)前掃描、建立三維模型、固定第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記、結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描、粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)，并利用控制器和顯示器完成導(dǎo)航過程。由于有粗配準(zhǔn)過程，三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的精配準(zhǔn)過程很短，可以大大縮短手術(shù)導(dǎo)航開始前的配準(zhǔn)準(zhǔn)備時(shí)間。而且，利用兩個(gè)三維空間進(jìn)行精配準(zhǔn)，發(fā)生誤差的概率極低，可以明顯提高病體與三維模型配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率和可靠性，從而提高手術(shù)的質(zhì)量和成功率。
【專利說明】輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在常見的外科手術(shù)中，脊柱、關(guān)節(jié)等骨科手術(shù)及腦外科手術(shù)由于精度要求高、操作復(fù)雜、術(shù)后并發(fā)癥嚴(yán)重等原因，導(dǎo)致手術(shù)難度大、失敗率高。流行病學(xué)資料表明，目前我國(guó)每年至少有100萬到150萬骨關(guān)節(jié)病患者、150萬到200萬脊柱病患者、30萬到40萬例的腦外科患者需要進(jìn)行手術(shù)治療。導(dǎo)航系統(tǒng)在手術(shù)過程中給醫(yī)生提供可視性信息，進(jìn)行器械導(dǎo)航和監(jiān)控，可以大大提高手術(shù)的成功率。在對(duì)手術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航的過程中，實(shí)際手術(shù)中器械操作還是由醫(yī)生完成，因此這種導(dǎo)航系統(tǒng)僅起到輔助作用，屬于被動(dòng)式的圖像引導(dǎo)手術(shù)。
[0003]手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是:將術(shù)前獲得的患者病體的資料經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后形成三維模型，在手術(shù)時(shí)先對(duì)病體和所述三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)，在術(shù)中利用導(dǎo)航定位儀跟蹤手術(shù)器械的位置，向醫(yī)生提供在所述三維模型中的虛擬手術(shù)器械在三維模型中的可視化信息，指導(dǎo)醫(yī)生來完成具體的手術(shù)操作。
[0004]傳統(tǒng)的基于C型臂透視圖像導(dǎo)航技術(shù)存在術(shù)中注冊(cè)時(shí)間長(zhǎng)、配準(zhǔn)精度低、圖像質(zhì)量差、術(shù)中輻射損傷大等缺點(diǎn)；除此之外，早期通過事先植入導(dǎo)航標(biāo)記物的二次手術(shù)導(dǎo)航方法會(huì)給病人造成很大的痛苦，同時(shí)增加了感染的幾率，目前已被逐漸取代。目前普遍采用的CT圖像導(dǎo)航系統(tǒng)利用紅外技術(shù)進(jìn)行多點(diǎn)配準(zhǔn)和術(shù)中跟蹤，其中最具有代表性的是Stryker手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。但這種導(dǎo)航系統(tǒng)和方法對(duì)多點(diǎn)配準(zhǔn)的精度要求很高，大大增加了醫(yī)生在手術(shù)中的操作難度。在臨床手術(shù)中，醫(yī)生普遍反映在利用這種導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)配準(zhǔn)時(shí)，受操作誤差與多點(diǎn)配準(zhǔn)方法影響，配準(zhǔn)精度很不理想，且多點(diǎn)配準(zhǔn)數(shù)據(jù)的信息量十分有限，不但存在導(dǎo)航系統(tǒng)誤判從而導(dǎo)致手術(shù)完全失敗的可能性，而且導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)多點(diǎn)配準(zhǔn)的校驗(yàn)失敗率高，醫(yī)生往往需要反復(fù)進(jìn)行手動(dòng)多點(diǎn)配準(zhǔn)，延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間，增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]因此，如何提高手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)的成熟度和可靠性，提高配準(zhǔn)精度和配準(zhǔn)效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前迫切需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)可以有效地提高術(shù)中導(dǎo)航的準(zhǔn)確率和可靠性，縮短配準(zhǔn)時(shí)間，從而提高手術(shù)的質(zhì)量和成功率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，包括:
[0008]三維模型圖像，由醫(yī)學(xué)影像儀獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建后得到，包括預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和設(shè)于所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組；
[0009]第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于病體上，用于確定所述病體與第一坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)；
[0010]第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于手術(shù)器械上，用于確定所述手術(shù)器械與所述第二坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，所述手術(shù)器械在所述病體上選取第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)，并與所述第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)一一粗配準(zhǔn)；
[0011]導(dǎo)航定位儀，用于跟蹤所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記；
[0012]結(jié)構(gòu)光掃描儀，用于掃描所述病體和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，并獲取三維圖像，該三維圖像與所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進(jìn)行精配準(zhǔn)；
[0013]控制器，用于接收所述醫(yī)學(xué)影像儀和所述結(jié)構(gòu)光掃描儀獲取的影像結(jié)果，利用三維模型、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記計(jì)算完成所述粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)過程；
[0014]顯示器，用于顯示所述三維模型、所述病體、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記、所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述手術(shù)器械，完成術(shù)中導(dǎo)航。
[0015]優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀開始配準(zhǔn)時(shí)設(shè)于所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記的同側(cè)。
[0016]優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀安裝于同一集成架上，且均與所述集成架鉸接。
[0017]優(yōu)選地，所述醫(yī)學(xué)影像儀為CT機(jī)或核磁共振機(jī)。
[0018]優(yōu)選地，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均由被動(dòng)反光材料制作。
[0019]優(yōu)選地，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均為固定在支架上的球狀或平面標(biāo)記。
[0020]本實(shí)用新型所提供的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，用于輔助外科手術(shù)，為醫(yī)務(wù)人員完成外科手術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航。該導(dǎo)航系統(tǒng)在使用時(shí)包括術(shù)前病體掃描，獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建為三維模型，并在所述三維模型上確定預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組(包含不少于三個(gè)特征點(diǎn))；在病體上固定連接第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，利用結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描所述病體和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，并將掃描結(jié)果形成三維圖像輸送給控制器；利用導(dǎo)航定位儀掃描帶有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記的手術(shù)器械，對(duì)其進(jìn)行空間坐標(biāo)位置的標(biāo)定；用所述手術(shù)器械在所述病體上依次尋找第二配準(zhǔn)點(diǎn)組，利用導(dǎo)航定位儀掃描后將所述第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)與所述第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)進(jìn)行一一粗配準(zhǔn)，并將粗配準(zhǔn)結(jié)果輸送給所述控制器；控制器根據(jù)粗配準(zhǔn)結(jié)果將所述三維圖像與所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域精配準(zhǔn)，確定所述病體和所述三維模型之間的精確空間位置映射關(guān)系；利用導(dǎo)航掃描儀跟蹤所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記的精確位置，并在與所述控制器連接的顯示器上顯示所述手術(shù)器械所對(duì)應(yīng)的虛擬手術(shù)器械在三維模型中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航。在上述的導(dǎo)航過程中，三維模型的預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域在病體上都有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體區(qū)域，第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)在病體上都有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體特征點(diǎn)，利用所述手術(shù)器械在病體上尋找第二配準(zhǔn)點(diǎn)組時(shí)并不要求精確對(duì)準(zhǔn)，與第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行粗匹配，大致確定與三維模型中的第一配準(zhǔn)點(diǎn)的相互位置。利用結(jié)構(gòu)光掃描儀掃描病體獲取與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)體區(qū)域的三維圖像，將這個(gè)三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進(jìn)行精配準(zhǔn)，由于有第一配準(zhǔn)點(diǎn)組與第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的粗配準(zhǔn)結(jié)果，以及利用控制器進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的精配準(zhǔn)的時(shí)間很短。而且，利用兩個(gè)三維空間進(jìn)行精配準(zhǔn)，發(fā)生配準(zhǔn)誤判的概率極低，可以明顯提高病體與控制器中的三維模型配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率和可靠性，從而提高手術(shù)的質(zhì)量和成功率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型所提供輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的使用流程圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型所提供輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的工作示意圖；
[0023]其中包括:結(jié)構(gòu)光掃描儀1、導(dǎo)航定位儀2、控制器3、第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4、第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5、顯示器6、病體7。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型的核心是提供一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)可以有效提高術(shù)中導(dǎo)航的準(zhǔn)確率和可靠性，縮短配準(zhǔn)時(shí)間，從而提高手術(shù)的質(zhì)量和成功率。
[0025]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型所提供輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的使用流程圖。
[0027]本實(shí)用新型提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)用于外科手術(shù)中，指導(dǎo)醫(yī)務(wù)人員通過導(dǎo)航完成外科手術(shù)。該導(dǎo)航系統(tǒng)使用時(shí)包括術(shù)前對(duì)病體7進(jìn)行掃描，獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建為三維模型，并在三維模型上確定預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組，其應(yīng)包括不少于三個(gè)特征點(diǎn)；在病體7上固定連接第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4，利用結(jié)構(gòu)光掃描儀I掃描病體7和第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4，并將掃描結(jié)果形成三維圖像輸送給控制器3 ;利用導(dǎo)航定位儀2掃描帶有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5的手術(shù)器械，對(duì)其進(jìn)行空間坐標(biāo)位置的標(biāo)定；用所述手術(shù)器械在病體7上尋找第二配準(zhǔn)點(diǎn)組，利用導(dǎo)航定位儀2掃描后將第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)與第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)進(jìn)行一一粗配準(zhǔn)，并將粗配準(zhǔn)結(jié)果輸送給控制器3 ;控制器3根據(jù)粗配準(zhǔn)結(jié)果將三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域精配準(zhǔn)，確定病體7和三維模型之間的精確空間位置映射關(guān)系；利用導(dǎo)航定位儀跟蹤第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5的精確位置，并在與控制器3連接的顯示器6上顯示帶有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5的手術(shù)器械在三維模型中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航。在上述的導(dǎo)航過程中，三維模型的預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域在病體7上都有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體區(qū)域，第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)在病體上都有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體特征點(diǎn)，利用手術(shù)器械在病體7上找第二配準(zhǔn)點(diǎn)組時(shí)，可以與第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行粗配準(zhǔn)，大致確定與三維模型中的第一配準(zhǔn)點(diǎn)的相互位置。再利用結(jié)構(gòu)光掃描儀I掃描病體7所獲取的、與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)體區(qū)域的三維圖像，將這個(gè)三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進(jìn)行精配準(zhǔn)，粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)過程都在控制器3中完成，并通過與控制器3連接的顯示器6顯示所述帶有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5的手術(shù)器械所對(duì)應(yīng)的虛擬手術(shù)器械在三維模型中的相對(duì)位置及相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)術(shù)中導(dǎo)航。由于有第一配準(zhǔn)點(diǎn)組與第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的粗配準(zhǔn)過程，以及利用控制器進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的精配準(zhǔn)過程很短。而且，利用兩個(gè)三維空間進(jìn)行精配準(zhǔn)，發(fā)生誤差的概率極低，可以明顯提高病體7與控制器3中的三維模型配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率和可靠性，從而提高手術(shù)的質(zhì)量和成功率。
[0028]請(qǐng)參考圖2，圖2為本實(shí)用新型所提供輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的工作示意圖。
[0029]本實(shí)用新型提供的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)包括:三維模型、第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4、第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5、導(dǎo)航定位儀2、結(jié)構(gòu)光掃描儀1、控制器3和顯示器6。其中，三維模型由醫(yī)學(xué)影像儀獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建后得到，根據(jù)手術(shù)需要可以在三維模型上提前選擇預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和設(shè)于預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組，其應(yīng)包括不少于三個(gè)特征點(diǎn)；病體7上固定連接有第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4,結(jié)構(gòu)光掃描儀I對(duì)病體7和第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4進(jìn)行掃描，確定病體7和第一張坐標(biāo)系參考標(biāo)記4與第一坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)；手術(shù)器械上固定連接有第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5，可以確定手術(shù)器械與第二坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)。導(dǎo)航定位儀2跟蹤第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5 ;控制器3根據(jù)第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5的相對(duì)位置，計(jì)算手術(shù)器械與病體7的相對(duì)位置，并在顯示器6上顯示對(duì)應(yīng)的虛擬手術(shù)器械在三維模型中的相對(duì)位置。
[0030]在導(dǎo)航過程中，手術(shù)器械在病體7上選取第二配準(zhǔn)點(diǎn)組，導(dǎo)航定位儀2跟蹤選點(diǎn)的過程，并將選取的結(jié)果輸送到控制器3，與存儲(chǔ)在控制器3中的三維模型里的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)粗配準(zhǔn)。
[0031]結(jié)構(gòu)光掃描儀I掃描病體7和第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4,并獲取病體7的三維圖像，該三維圖像輸送給控制器3，在控制器3中與三維模型中的預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進(jìn)行精配準(zhǔn)；并通過顯示器6將配準(zhǔn)結(jié)果顯示出來。
[0032]由于有第一配準(zhǔn)點(diǎn)組與第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的粗配準(zhǔn)過程，以及利用控制器進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，三維圖像與預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的精配準(zhǔn)過程很短。而且，利用兩個(gè)三維空間進(jìn)行精配準(zhǔn)，發(fā)生誤差的概率極低，可以明顯提高病體7與控制器3中的三維模型配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率和可靠性，從而提聞手術(shù)的質(zhì)量和成功率。
[0033]本實(shí)用新型所提供的導(dǎo)航系統(tǒng)以技術(shù)創(chuàng)新和臨床應(yīng)用為目標(biāo)，將結(jié)構(gòu)光掃描配準(zhǔn)技術(shù)引入外科手術(shù)的導(dǎo)航過程中，將術(shù)中結(jié)構(gòu)光掃描圖像與術(shù)前掃描的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)，可顯著提高外科手術(shù)的導(dǎo)航精度和可靠性，縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)質(zhì)量，大幅度降低現(xiàn)有導(dǎo)航技術(shù)的設(shè)備成本和手術(shù)費(fèi)用，具有重要的技術(shù)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
[0034]在一種具體的實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所提供的導(dǎo)航系統(tǒng)里，術(shù)前掃描可以采用CT或核磁共振采集待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)三維數(shù)據(jù)建立三維模型。CT和核磁共振掃描都是成熟的圖像獲取技術(shù)，可靠性高。而且，CT機(jī)和核磁共振機(jī)是很多醫(yī)院常規(guī)設(shè)備，利用CT機(jī)和核磁共振機(jī)獲取三維數(shù)據(jù)，不需要額外增加設(shè)備，可以降低手術(shù)成本。
[0035]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4可以由被動(dòng)反光材料制作，使第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4可以在燈光等其它光的作用下識(shí)別，不需要在第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4上額外增加光源，從而簡(jiǎn)化第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4的結(jié)構(gòu)，降低成本。而且，較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也便于醫(yī)務(wù)人員在導(dǎo)航過程中操作。同理，第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5也可以采用被動(dòng)反光材料制作，其作用相同，在此不再贅述。
[0036]具體地，第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4和第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記5均為固定在支架上的球狀或平面標(biāo)記，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可滿足反光要求，達(dá)到識(shí)別的目的。
[0037]在手術(shù)室中，開始配準(zhǔn)時(shí)結(jié)構(gòu)光掃描儀I和導(dǎo)航定位儀2相對(duì)于第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4的同側(cè)布置。結(jié)構(gòu)光掃描儀I和導(dǎo)航定位儀2在導(dǎo)航過程中均可以根據(jù)實(shí)際需求移動(dòng)和調(diào)整位置，結(jié)構(gòu)光掃描儀I掃描所述病體7和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4后即可撤離手術(shù)臺(tái)，只留下導(dǎo)航定位儀進(jìn)入手術(shù)導(dǎo)航階段，從而清空手術(shù)空間，防止醫(yī)療設(shè)備及手術(shù)器械間的干涉和碰撞。
[0038]具體地，結(jié)構(gòu)光掃描儀I和導(dǎo)航定位儀2均可以安裝于同一集成架上，且均與集成架鉸接，在導(dǎo)航過程中結(jié)構(gòu)光掃描儀I和導(dǎo)航定位儀2均可以移動(dòng)和調(diào)整位置，也方便結(jié)構(gòu)光掃描儀I掃描病體7和第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記4后即撤離手術(shù)臺(tái)，為手術(shù)提供便利。
[0039]以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括: 三維模型圖像，由醫(yī)學(xué)影像儀獲取待手術(shù)部位的三維數(shù)據(jù)并重建后得到，包括預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域和設(shè)于所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域的第一配準(zhǔn)點(diǎn)組； 第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于病體上，用于確定所述病體與第一坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)； 第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記，固定連接于手術(shù)器械上，用于確定所述手術(shù)器械與所述第二坐標(biāo)系的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，所述手術(shù)器械在所述病體上選取第二配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)，并與所述第一配準(zhǔn)點(diǎn)組的特征點(diǎn)一一粗配準(zhǔn)； 導(dǎo)航定位儀，用于跟蹤所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記； 結(jié)構(gòu)光掃描儀，用于掃描所述病體和所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記，并獲取三維圖像，該三維圖像與所述預(yù)配準(zhǔn)區(qū)域進(jìn)行精配準(zhǔn)； 控制器，用于接收所述醫(yī)學(xué)影像儀和所述結(jié)構(gòu)光掃描儀獲取的影像結(jié)果，利用三維模型、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記計(jì)算完成所述粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)過程; 顯示器，用于顯示所述三維模型、所述病體、所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記、所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述手術(shù)器械，完成術(shù)中導(dǎo)航。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀開始配準(zhǔn)時(shí)設(shè)于所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記的同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)光掃描儀和所述導(dǎo)航定位儀安裝于同一集成架上，且均與所述集成架鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述醫(yī)學(xué)影像儀為CT機(jī)或核磁共振機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均由被動(dòng)反光材料制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助外科手術(shù)的術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述第一坐標(biāo)系參考標(biāo)記和所述第二坐標(biāo)系參考標(biāo)記均為固定在支架上的球狀或平面標(biāo)記。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK203953815SQ201420201876
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】薛青 申請(qǐng)人:薛青