[发明专利]用于计算机引导手术的系统

权利要求书

1.一种用于计算机引导手术的系统，其包括将在虚拟环境中相对于虚拟参考R_P所规划的动作转换为在用于患者的骨科手术的真实手术室环境中利用手术工具(20)执行的物理动作，所述手术工具(20)固定到运动链(70)，所述运动链包括具有至少一个传感器的传感器单元，所述至少一个传感器被配置为实时跟随运动链(70)的空间配置；所述系统包括：

-接收模块，其配置为接收从至少一个3D成像传感器(30)获取的至少一个3D图像；所述3D图像包括患者的目标解剖结构(10)的至少一部分；

-计算模块配置为：

ο通过将目标的数字模型与包括在3D图像中的目标(10)的至少一部分进行配准来计算虚拟参考R_P与目标参考R_C之间的变换^CT_P以及3D成像传感器R_A的采集参考与目标参考R_C之间的变换^CT_A；

ο施加变换^CT_P以便在目标参考R_C中配准所述目标的数字模型，使得包括在目标的数字模型中的每个点在目标参考R_C中具有已知定位；

ο计算手术工具的参考R_O与目标参考R_C之间的变换^CT_O；

ο将变换^CT_O施加到手术工具(20)的参考R_O，以便确定手术工具在目标参考R_C中的位置和空间定向；

从而确定所述手术工具(20)在虚拟参考R_P和目标参考R_C中的位置和空间定向，以便在目标参考R_C中再现在虚拟参考R_P中所规划的动作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算模块还配置为通过以下来计算所述变换^CT_A：

-在包括所述目标(10)的3D图像中定义感兴趣区域；

-将包括目标(10)的所述感兴趣区域配准到目标的数字模型以确定^CT_A。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，定义感兴趣区域包括借助于分割算法来自动检测所述感兴趣区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述运动链(70)包括刚性地固定到目标解剖结构(10)的至少一个机械基准(40)，并且所述至少一个3D图像包括机械基准(40)的至少一部分，所述计算模块还配置为：

-使用从包括在运动链(70)中的传感器单元所获得的数据来计算手术工具的参考R_O与机械基准的参考R_M之间的变换^OT_M；

-通过将机械基准的数字模型与包括在3D图像中的机械基准的至少一部分相匹配来计算机械基准的参考R_M与采集参考R_A之间的变换^MT_A；

使得^CT_O变换是从采集参考R_A、机械基准参考R_M和目标参考R_C之间的变换^OT_M、^MT_A和^CT_A的组合中获得的。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括校正模块，所述校正模块配置为使用运动链(70)的传感器单元来跟踪刚性地固定到至少一个机械基准(40)的目标(10)的相对于手术工具(20)的运动，使得每当检测到目标的位置和/或空间定向的偏差时，针对所述偏差来校正规划动作从虚拟环境到真实环境的转换。