[发明专利]组织器官三维可视化手术导航方法和系统

权利要求书

1.一种组织器官三维可视化手术导航方法，包括如下步骤：

获取组织器官的三维超声图像；

获取手术器具相对于目标组织器官的位置；

在所述三维超声图像中沿着目标组织器官的轮廓线选取离散点，并采用基于目标组织器官的统计形状模型的方法，重建目标组织器官的三维表面；

将所述三维超声图像、目标组织器官的三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置进行融合，生成手术导航数据，并可视化所述手术导航数据，从而进行导航。

2.如权利要求1所述的组织器官三维可视化手术导航方法，其特征在于，所述获取目标组织的三维超声图像的步骤为：通过超声探头采集病人手术区域包含目标组织器官在内的三维超声图像。

3.如权利要求1所述的组织器官三维可视化手术导航方法，其特征在于，所述在所述三维超声图像中沿着目标组织器官的轮廓线选取离散点，采用基于目标组织器官的统计形状模型的方法，重建目标组织器官的三维表面的步骤为：

将所述三维超声图像分解为多帧二维超声图像并逐帧显示，在所述逐帧显示的二维超声图像上，选取位于目标组织器官的轮廓线上的离散点并将所述离散点形成离散点集，利用目标组织器官的统计形状模型提供的目标组织器官的三维形状先验知识，结合所述离散点集重建出目标组织器官的三维表面。

4.如权利要求1所述的组织器官三维可视化手术导航方法，其特征在于，所述将所述三维超声图像、目标组织器官的三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置融合并可视化的步骤为：

采用坐标转换，将所述三维超声图像、三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置，转换到同一坐标系；

将三维超声图像以任意角度切片得到二维超声图像；

将三维超声图像切片后得到的二维超声图像、三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置融合在一起，生成手术导航数据。

5.如权利要求1～4中任一项所述的组织器官三维可视化手术导航方法，其特征在于，还包括：在手术之前，建立所述统计形状模型的步骤。

6.一种组织器官三维可视化手术导航系统，其特征在于，包括：

采集装置，用于获取组织器官的三维超声图像；

空间定位装置，用于获取手术器具相对于目标组织器官的位置；

影像处理装置，用于接收所述采集装置获取的组织器官的三维超声图像以及空间定位装置获取的手术器具相对于目标组织器官的位置，在所述三维超声图像中沿着目标组织器官的轮廓线选取离散点，并采用基于目标组织器官的统计形状模型的方法，重建目标组织器官的三维表面，最后将所述三维超声图像、目标组织器官的三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置融合，生成手术导航数据；

显示装置，用于可视化所述手术导航数据，从而进行导航。

7.如权利要求6所述的组织器官三维可视化手术导航系统，其特征在于，所述采集装置用于通过超声探头采集病人手术区域包含目标组织器官在内的三维超声图像。

8.如权利要求6所述的组织器官三维可视化手术导航系统，其特征在于，所述影像处理装置包括超声体数据选点模块和三维重建模块；

所述超声体数据选点模块用于将所述三维超声图像分解为多帧二维超声图像并逐帧显示，在所述逐帧显示的二维超声图像上，选取位于目标组织器官的轮廓线上的离散点并将所述离散点形成离散点集；

所述三维重建模块用于利用目标组织器官的统计形状模型提供的目标组织器官的三维形状先验知识，结合所述离散点集重建目标组织器官的三维表面。

9.如权利要求8所述的组织器官三维可视化手术导航系统，其特征在于，所述影像处理装置还包括坐标转换模块和可视化模块；

所述坐标转换模块用于采用坐标转换，将所述三维超声图像、三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置，都转换到同一坐标系中；

所述可视化模块用于将三维超声图像以任意角度切片后得到的二维超声图像、接着将所述二维超声图像、三维表面以及手术器具相对于目标组织器官的位置融合在一起，生成手术导航数据。

10.如权利要求6～9中任一项所述的组织器官三维可视化手术导航系统，其特征在于，所述影像处理装置还包括统计形状模块，所述统计形状模块用于内置有在手术之前建立的目标组织器官的统计形状模型。