[发明专利]具有可调角度和位置反射镜面的多光谱图像融合手术导航系统及方法

权利要求书

1.具有可调角度和位置反射镜面的多光谱图像融合手术导航系统，包括C型臂机架（11）、X-ray发射球管（12）、图像增强和采集装置（13）、图像处理工作站、带有标志点的标定体、监视器，其特征在于，还包括两片平行的反射镜（14）、铰链（15）、反射镜导轨（16）、可见光CCD相机（17）、相机导轨（18），所述X-ray发射球管（12）置于C型臂机架（11）顶部下方，图像增强和采集装置（13）放置在X-ray发射球管（12）对应C型臂的底部，X-ray发射球管（12）下方并设置反射镜（14），反射镜（14）通过可旋转的铰链（15）与C型臂机架（11）上的反射镜导轨（16）相连接，可见光CCD相机（17）安装于相机导轨（18）上，所述的相机导轨（18）设置在C型臂侧壁上，并位于反射镜导轨（16）上方，所述的图像处理工作站接受图像增强和采集装置（13）和可见光CCD相机（17）传送的图像，并显示在监视器上。

2.根据权利要求1所述的具有可调角度和位置反射镜面的多光谱图像融合手术导航系统，其特征在于，所述的反射镜导轨（16）通过插槽安装于C型臂机架（11）上。

3.根据权利要求2所述的具有可调角度和位置反射镜面的多光谱图像融合手术导航系统，其特征在于，所述的反射镜（14）采用X-ray可完全穿透材料。

4.根据权利要求1-3所述的系统其手术导航方法，步骤为：

  1）在已有C型臂机架（11）上进行设备安装和调试，确保可见光CCD相机（17）采集可见光图像；

   2）术前利用分布有标志点的标定体，通过调整反射镜（14）、X-ray发射球管（12）和可见光CCD相机（17）的位置，使可见光图像和透视图像的坐标建立在同一坐标系下，使这两类成像模式在本系统中具有相对一致的成像模型； 

  3）对可见光CCD相机（17）和图像增强和采集装置（13）进行离线标定，在可见光CCD相机（17）、反射镜（14）、X-ray发射球管（12）及图像增强和采集装置（13）相对位置固定的情况下，系统不需重新标定；

  4）术前利用可见光CCD相机（17）采集可见光图像，同时利用图像增强和采集装置（13）获取透视图像，并传输至图像处理工作站，进行图像配准、融合处理；

   5）术中关闭X-ray发射球管（12），根据术前配准图像，由可见光图像定位手术器械、手术切入点，实时引导手术进行；

   6）在C型臂上安装有标志点，术中由可见光图像监测判断患者位置是否发生变化，以便检验和纠正手术中两幅图像出现的不吻合现象，如出现上述情形，需要重新采集X-ray透视图像，并重复以上图像配准、融合操作。

5.根据权利要求4所述的手术导航方法，其特征在于，所述步骤（1）中，安装和调试的步骤为，将两片反射镜（14）通过可旋转的铰链（15）与C型臂机架（11）上的反射镜导轨（16）相连接，反射镜导轨（16）通过插槽安装于C型臂机架（11）上，两片反射镜（14）相对并始终保持平行，可见光CCD相机（17）安装于相机导轨（18）上，所述的相机导轨（18）位于反射镜导轨（16）上方，确保可见光CCD相机（17）采集可见光图像。

6.根据权利要求4所述的手术导航方法，其特征在于，所述步骤（2）中，调整反射镜（14）、X-ray发射球管（12）和可见光CCD相机（17）的位置，其步骤为：将X-ray发射球管（12）的X-ray发射源（20）视为虚拟光心，通过调整反射镜（14）镜面的位置和角度，以及可见光CCD相机（17）的前后位置，使得可见光CCD相机光心（19）与X-ray发射球管（12）的X-ray发射源（20）在水平上一致，可见光图像和透视图像的坐标建立在同一坐标系下，使这两类成像模式在本系统中具有相对一致的成像模型。