[发明专利]一种手术导航方法及系统

说明书

本申请涉及手术导航技术领域，特别涉及一种手术导航方法及系统。所述手术导航系统包括：坐标定位系统：用于在检测者屏气状态时采集贴附在检测者病变部位的柔性多特征点靶标的第一特征点坐标；医学影像设备：用于采集检测者的三维医学影像；手术导航服务器：用于在手术导航时提取所述三维医学影像中柔性多特征点靶标的第一特征点坐标；所述坐标定位系统还用于在检测者屏气状态时采集所述柔性多特征点靶标的当前特征点坐标，将所述当前特征点坐标与所述手术导航服务器提取的第一特征点坐标进行配准，根据配准结果进行手术导航。本申请以柔性多特征点靶标为媒介，提高了呼吸运动病灶区的手术导航精度。

技术领域

本申请涉及手术导航技术领域，特别涉及一种手术导航方法及系统。

背景技术

手术导航IGS(Image Guided Surgery)是指医生在术前利用医学影像设备和计算机图像学的方法，对患者多模式的图像数据进行三维重建和可视化处理，获得三维模型，制定合理、定量的手术计划，开展术前模拟；在术中通过注册操作，把三维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在一个坐标系下，并利用三维定位系统对手术器械在空间中的位置实时采集并显示，医生通过观察三维模型中手术器械与病变部位的相对位置关系，对病人进行导航手术治疗。

目前常用的手术导航有电磁导航和光学导航，其中，光学导航是主流的手术导航方法。光学导航利用三目或双目立体视觉原理，使用可见光或近红外光成像系统实现空间定位。现有手术导航临床操作流程如下：(1)术前在患者脑部粘贴头皮标记物，进行CT或MRI扫描，将影像数据输入计算机工作站，进行人体三维模型重建，从而规划手术路径，制定合理准确的手术方案。(2)架设红外定位仪及参考架并开始采集图像，将手术器械点击头皮标记物进行注册，完成手术空间坐标系和影像空间坐标系之间的配准，使手术器械能够精确呈现在影像中。(3)在导航指导下对病灶进行手术，导航系统会实时显示当前手术器械工作点(尖端探针)的位置及其周围的图像。

上述手术导航主要应用在神经外科手术中，如颅骨、脊髓等手术。手术导航应用于神经外科手术时，由于病人的头部是固定不动的，可认为是刚体，因此可以利用贴在头部的标记物有效地建立坐标系，完成坐标系配准。但是当手术导航应用于呼吸运动病灶区时，如果仍使用上述方法，在病人胸腹处贴上标记物，病人自身的呼吸运动会导致标记物不断移动，从而不能建立准确的坐标系，影响手术空间坐标系和影像坐标系之间的配准，无法实现精确的手术导航。

发明内容

本申请提供了一种手术导航方法及系统，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：

一种手术导航方法，包括：

步骤a：在检测者的病变部位贴附柔性多特征点靶标；

步骤b：在检测者屏气状态下，通过坐标定位系统采集所述柔性多特征点靶标的第一特征点坐标，并通过医学影像设备采集检测者的三维医学影像；其中，所述第一特征点坐标为医学影像采集阶段所述柔性多特征点靶标的特征点坐标；

步骤c：通过手术导航服务器提取所述三维医学影像中柔性多特征点靶标的第一特征点坐标，并在检测者屏气状态下通过坐标定位系统采集所述柔性多特征点靶标的当前特征点坐标，将所述当前特征点坐标与所述手术导航服务器提取的第一特征点坐标进行配准，根据配准结果进行手术导航；其中，所述当前特征点坐标为柔性多特征点靶标在手术导航阶段的特征点坐标。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述步骤b还包括：根据采集的第一特征点坐标进行曲面拟合，得到第一拟合曲面。

本申请实施例采取的技术方案还包括：所述步骤b还包括：判断所述第一拟合曲面形态随检测者呼吸的周期性变化值是否为零，如果第一拟合曲面形态随检测者呼吸的周期性变化值为零，通过所述医学影像设备采集检测者的三维医学影像。