[发明专利]用于将手术对象的图像数据的配准转移的技术

说明书

描述了一种用于将手术对象的三维图像数据的配准从第一手术导航系统向第二手术导航系统转移的方法、控制器和手术混合导航系统。能够被第一手术导航系统的第一检测器检测到的第一跟踪器与手术对象以固定的空间关系布置，且能够被第二手术导航系统的第二检测器检测到的第二跟踪器与手术对象以固定的空间关系布置。该方法包括：在第一手术导航系统的第一坐标系中配准该手术对象的三维图像数据，并确定第一跟踪器在第一坐标系中的第一位置和定向，以及第二跟踪器在第二手术导航系统的第二坐标系中的第二位置和定向。该方法还包括：确定第二坐标系在第一坐标系中的第三位置和定向，并且基于所确定的第一位置和定向、第二位置和定向以及第三位置和定向，在第二坐标系中配准手术对象的三维图像数据。

技术领域

本公开大体上涉及手术导航。具体地，提出了一种用于将手术对象的图像数据的配准从第一手术导航系统向第二手术导航系统转移的方法、计算机程序产品、控制器和系统。

背景技术

许多手术过程都受益于确定手术对象(例如，手术器械和患者)的位置和定向，作为向外科医生提供导航指令的基础。手术导航最初通常需要在手术导航系统(SNS)的坐标系(CS)中配准手术对象的三维图像数据。在配准期间，相对于与手术对象相关联的跟踪器，在CS中对三维图像数据进行布置和定向，随后允许通过跟踪跟踪器的移动来确定三维图像数据在CS中的位置和定向的改变。

在SNS的示例性应用中，手术器械和患者各自与跟踪器相关联，其中，先前通过例如计算机断层扫描(CT)扫描获得的三维图像数据与患者跟踪器配准，且手术器械的三维图像数据与器械跟踪器配准。通过跟踪患者和手术器械的跟踪器，SNS可以确定两个手术对象的位置和定向，并计算手术器械的三维图像数据和患者的三维图像数据之间的空间关系。所确定的空间关系可以例如显示在屏幕上，帮助外科医生相对于患者引导手术器械。

在手术期间，可以并行或一个接一个地使用多个SNS。在这种情况下，外科医生可以选择最适合手头任务的SNS。基于光学跟踪原理的SNS倾向于为三维图像数据的配准提供高精度，而基于电磁原理的SNS一般在跟踪方面表现良好。配备有光学SNS和电磁SNS的外科医生可以使用光学SNS进行配准，然后继续使用电磁SNS进行跟踪。因此，可以通过部署多个SNS来改善手术导航。

为了在两个SNS之间分离配准和跟踪步骤，在第一SNS的第一CS

为了在两个SNS之间分离配准和跟踪步骤，在第一SNS的第一CS内执行的配准可能需要向随后用于跟踪步骤的第二SNS的第二CS转移。为此，可以使用混合跟踪器，其包括可由第一SNS检测到的第一跟踪器和可由第二SNS检测到的第二跟踪器。混合跟踪器可以附接到手术对象(例如，患者或手术器械)，用于与第一SNS配准。第一跟踪器相对于第二跟踪器的位置和定向是已知的，这允许对用于将在第一CS中执行的配准向第二CS转移的变换进行计算。然而，由于必须知道第一跟踪器相对于第二跟踪器的位置和定向才能进行变换，因此外科医生在不执行附加校准步骤的情况下无法改变混合跟踪器的几何特性。因此，外科医生自由选择两个跟踪器的位置的能力受到限制。

现有技术根据WO 2016/066287已知。该文献公开了一种用于相对于患者对手术器械进行导航的系统，其包括：第一跟踪系统，用于测量第一类型跟踪器中的至少一个的位置；以及第二跟踪系统，用于测量第二类型跟踪器中的至少一个的位置。系统包括至少一个属于第一类型跟踪器的患者跟踪器，用于测量患者的位置；以及手术器械，包括属于第二类型跟踪器的跟踪器。系统还包括连接器，该连接器用于将第一类型跟踪器中的至少一个与第二类型跟踪器中的至少一个刚性地但可拆卸地连接，以将手术器械的坐标配准和/或变换为患者的图像数据的坐标，反之亦然。

发明内容

需要一种解决上述或其他问题中的一个或多个的配准转移。