[发明专利]医疗导航系统的设备和操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗装置和方法，更具体地，涉及一种手术导航设备和所述手术导航设备的操作方法。

背景技术

在医学领域中，手术是指使用医疗设备进行切割或切入或以其它方式操作患者的皮肤、黏膜或其它组织，以处理病理状况的过程。诸如切开皮肤从而处理、重构或切除内部器官等的剖腹手术的手术过程可能会导致失血、副作用、疼痛以及疤痕的问题，因此，涉及手术机器人的使用的当前的手术方法目前被认为是一种受欢迎的替代方式。

在传统的手术方法中，图像引导手术(IGS，image-guided surgery)是追踪手术室中手术器械的位置并将该位置可视化为与患者的诸如CT和MR图像等诊断图像重叠，由此提高手术的准确性和安全性的方法。图1示出了根据现有技术的手术导航设备。利用红外线摄像机101，手术导航系统100确定与探针102连接的红外线反射器103的位置，并且从探针102的位置所见的患者的病变被显示在手术导航系统100的显示单元104上，在预存储在手术导航系统100中的三维图像数据的相应的部分中。为了更详细地观察患者的病变，可以使用手术显微镜105。

然而，在根据现有技术的手术导航设备中，不是手术中实际使用的所有仪器都安装有位置探针，因此不得不使用能够检测位置的某一探针来检测位置。此外，在手术前期检测位置时可以频繁地使用手术导航设备，但是当完成位置检测并且开始实际的手术时，预存储的图像数据可能会与实际手术地点的图像数据不同或相对于实际手术地点的图像数据发生变化，因此不会经常使用手术导航设备。

发明人为了研发本发明，或者在研发本发明的过程中获得了上述背景技术中的信息。因此，应该理解，这些信息不必属于在本发明的专利申请日之前的公开领域。

发明内容

本发明的一个方面提供一种手术导航设备及其操作方法，通过所述手术导航设备及其操作方法，可以实时地提供在手术期间获得的病变图像，并与手术前的图像进行对比。

本发明的另一方面提供一种手术导航设备及其操作方法，通过所述手术导航设备及其操作方法，可以与手术前获得的图像并列地提供内窥镜的当前位置和周围结构的3D形式，由此可以更精确地进行手术，还可以为手术提供更大的便利。

本发明的一个方面提供一种手术导航设备，包括：第一匹配单元，被构造为利用手术前获取的图像所产生的患者位置数据和患者的参考图像数据匹配患者的位置与参考图像数据；第二匹配单元，被构造为实时地匹配所述患者位置数据与对比图像数据，其中所述对比图像数据从图像获取单元接收；以及图像处理单元，被构造为利用所述患者位置数据实时地匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据。

所述图像处理单元可以利用所述患者位置数据和与所述图像获取单元联结的机器人臂的机器人位置数据来匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据。

此外，所述图像处理单元可以控制显示单元来输出与所述患者位置数据匹配的所述参考图像数据和所述对比图像数据。

此外，所述图像处理单元可以利用与所述机器人臂的距离、延伸方向和所述图像获取单元的观察方向来匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据。

这里，所述图像获取单元可以利用每个都具有不同的视差的多个镜头或利用一个镜头并在移动的同时获得图像来产生拍摄目标的距离信息。

本发明的另一方面提供一种手术导航设备的操作方法，所述手术导航设备通过所述方法在手术期间实时地处理图像。所述方法包括：利用手术前获取的图像所产生的患者位置数据和患者的参考图像数据将患者的位置与所述参考图像数据匹配；实时地匹配所述患者位置数据与对比图像数据，所述对比图像数据从图像获取单元接收；以及利用所述患者位置数据实时地匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据。

这里，所述参考图像数据可以包括与手术前获取的图像所产生的患者的诊断图像有关的数据，并且所述参考图像数据和所述对比图像数据可以是2D或3D图像数据，同时所述图像获取单元可以是内窥镜。

所述对比图像数据和所述参考图像数据的匹配可以进一步包括：利用所述患者位置数据和与所述图像获取单元联结的机器人臂的机器人位置数据来匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据。

此外，在匹配所述对比图像数据和所述参考图像数据之后，所述方法可以进一步包括：控制显示单元来输出利用所述患者位置数据匹配的所述参考图像数据和所述对比图像数据。这里，根据所述图像获取单元的观察方向输出所述参考图像数据。