[发明专利]远程手术规划与导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及远程手术规划与导航系统，尤其涉及可解决远程治疗困难、实现诊断、治疗及多模影像整合的远程手术规划与导航系统。

背景技术

传统的手术治疗中，由于诊断、治疗的不同要求，患者通常在术前术中需要接受多种不同模态的图像扫描，这些图像扫描一般需经由不同的科室完成。

目前，由于不同科室之间较缺乏数据共享的通道，医生之间也缺乏统筹协作，而广泛存在扫描图像不符合医生诊断需要而需要重新采集的现象。而现有的远程医疗系统大多将重心集中在患者的生命体征，如心跳等上，一般数据量较小，难于满足医学图像共享等功能数据量庞大的要求；而立足于医学图像传输、管理的系统如PACS（Picture Archiving and Communication Systems，影像归档和通信系统）等，也仅仅针对单独模态，缺乏多模态图像间的融合，难于充分发挥多种成像模态各自的优势，同时也不提供手术中所需要的术前规划、术中导航等功能。此外，这种传统的手术治疗方式均依附于医院的设备，对医生的诊断、治疗行为造成了很大的限制。申请号CN201010123608的中国发明专利申请提供了一种基于WLAN标准的远程医疗服务系统，其包括采集病人信息的便携式医疗仪、发送诊断信息的手持式诊断终端和存储病人信息和诊断信息的远程医疗服务器，通过网络进行连接以实现移动诊断，然而这种远程医疗服务系统较难处理复杂的医学图像信息，因此难于在手术规划与导航中应用。中国发明专利CN03150952提供了一种专家远程医疗会诊子系统，包括医学影像存档与通讯子系统、医院信息子系统、复数个进程或远程会诊子系统，由中间件将其系统集成，从而实现相互之间的数据传输，但是这种专家远程医疗会诊子系统虽然能够传输共享医学影像数据，但是因无法进行多模影像融合，而无法充分利用不同模态影像的优势，同时，也不能实现手术规划与手术导航等功能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可解决远程治疗困难、实现诊断、治疗多模影像整合的远程手术规划与导航系统。

一种远程手术规划与导航系统，所述远程手术规划与导航系统包括：医学图像后处理子系统，其和多个医学成像设备连接，用于对医学图像进行后处理；多模图像融合子系统，其和所述医学图像后处理子系统连接，用于对病人的多模图像进行融合，并进行三维重建与可视化处理；医学图像管理子系统，其和所述多模图像融合子系统连接，用于对病人的医学图像进行储存和管理，并建立病人的个人档案；手术规划子系统，其和所述医学图像管理子系统连接，用于提供术前手术模拟和规划；手术导航子系统，其和所述医学图像管理子系统及所述手术规划子系统分别连接，用于对手术进行导航；及远程会诊子系统，其设置于所述医学图像后处理子系统和医学成像设备之间，用于手术医生与成像医生进行远程协作与会诊。

本发明一较佳实施方式中，所述医学图像后处理子系统对医学图像进行后处理包括对所述医学图像进行图像分割、图像增强、三维重建和可视化。

本发明一较佳实施方式中，对所述医学图像进行图像分割包括自动、半自动或手工分割。

本发明一较佳实施方式中，所述多模图像融合子系统采用半自动配准方式对病人的多个模态的医学图像进行融合。

本发明一较佳实施方式中，所述多模图像融合子系统在不同模态的医学图像中分别选择一一对应的清晰的解剖标志点，并采用点集到点集的配准算法进行配准。

本发明一较佳实施方式中，所述医学图像管理子系统对病人的医学图像进行储存与管理包括设置医生访问病人档案及访问档案中的图像范围的权限。

本发明一较佳实施方式中，所述手术规划子系统供手术医生在经三维可视化的病人图像数据上进行模拟手术全过程，并规划手术器械的运动路径。

本发明一较佳实施方式中，所述手术导航子系统集成有对病人图像数据进行标定的定位仪，所述定位仪跟踪手术器械的位置和方向信息，并通过屏幕显示置于同一坐标系中的虚拟手术器械。

本发明一较佳实施方式中，所述手术导航子系统提供现场模式和远程模式两种手术导航模式；所述现场模式经由医生现场通过手眼协调进行手术导航；所述远程模式由医生操纵遥控臂来控制机械臂夹持手术器械完成手术。