[发明专利]将医学图像配准到圆环-圆弧组件的方法

说明书

本发明涉及一种将医学图像配准到圆环‑圆弧组件的方法。按照本公开的实施例允许在不需要用附接的基准框架获取CT扫描的情况下针对颅骨手术确定立体定向框架的圆环、圆弧和线性偏移值。在无法使用机器人的情况下，具有可用于颅骨手术的所述圆环、圆弧和偏移值会允许外科医生恢复到传统的立体定向圆环‑圆弧框架引导作为回退策略。本公开还提供一种替代方法，其用于将圆环‑圆弧系统配准到不具有CT扫描仪或具有视野有限的扫描仪而使得无法使用预期的基准定位器的设施的医学图像体积。

相关申请的交叉引用

本申请是2019年3月22日提交的第16/361，863号美国专利申请的部分继续申请，其中的每一个申请的全部内容出于所有目的特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及医疗装置和系统，且更具体地涉及神经导航配准和机器人轨迹引导系统及相关方法和装置。

背景技术

用于机器人辅助手术的位置辨识系统用于以三维(3D)方式确定特定对象的位置且跟踪特定对象。例如，在机器人辅助手术中，例如当机器人或医生定位和移动器械时，需要高度精确地跟踪某些对象，例如手术器械。

位置辨识系统可使用无源和/或有源传感器或标记来配准和跟踪对象的位置。使用这些传感器，系统可基于来自或关于一个或多个摄像机、信号或传感器等的信息，以几何方式解析传感器的3维位置。因此，这些手术系统可利用位置反馈来精确地引导机器人臂和工具相对于患者手术部位的移动。因此，需要一种在手术圆环境中有效且准确地提供神经导航配准和机器人轨迹引导的系统。

此外，可商购立体定向圆环-圆弧系统需要在CT扫描内检测到的用于待完成的CT图像到框架配准的基准部件。一旦将框架配准到解剖图像且在CT图像坐标系中规划轨迹方案，就可计算必须应用以实现期望轨迹的圆环和圆弧坐标。

在其中基准阵列或CT扫描仪不可用的一些情况下，需要其它装置以确定圆环和圆弧坐标。因此，需要用于在不使用基准阵列的情况下计算圆环和圆弧设置的系统和方法。

发明内容

根据本发明概念的一些实施例，一种使用手术机器人将植入物插入到患者的大脑中的方法包含：将患者的颅骨夹紧到安装到手术台的立体定向框架基座中，将动态参考基座附接到立体定向框架基座，获取大脑的医学图像，将医学图像配准到动态参考基座，将框架参考阵列安装到立体定向框架基座，同时跟踪框架参考阵列和动态参考基座的位置，将动态参考基座配准到立体定向框架基座，将医学图像配准到立体定向框架基座，从立体定向框架基座移除框架参考阵列，将圆环-圆弧组件附接到立体定向框架基座，将圆环-圆弧组件设置为轨迹，以及使用圆环-圆弧组件将植入物沿着轨迹插入到大脑中。

根据本发明概念的一些其他实施例，一种将医学图像配准到圆环-圆弧组件的方法包含：将患者的颅骨夹紧到安装到手术台的立体定向框架基座中，将动态参考基座附接到立体定向框架基座，获取大脑的医学图像，将医学图像配准到动态参考基座，将框架参考阵列安装到立体定向框架基座，同时跟踪框架参考阵列和动态参考基座的位置，将动态参考基座配准到立体定向框架基座，将医学图像配准到立体定向框架基座，以及从立体定向框架基座移除框架参考阵列。

附图说明

附图示出了发明概念的某些非限制性实施例，所述附图被包含在内以提供对本公开的进一步理解，并且结合在本申请内并构成本申请的一部分。在附图中：

图1A是根据一些实施例的用于机器人系统、患者、外科医生和其它医务人员在手术过程期间的位置布置的俯视图；

图1B是根据一些实施例的用于机器人系统、患者、外科医生和其它医务人员在颅骨手术过程期间的另一位置布置的俯视图；

图2示出了根据一些实施例的包含手术机器人和摄像机相对于患者的定位的机器人系统；