[发明专利]一种微创手术导航系统和导航方法

说明书

本发明公开一种微创手术导航系统和导航方法。导航系统包括复合内窥镜镜体、空间定位装置和手术导航服务器。导航前，对术前诊断影像进行三维模型重构、术前规划；导航时，同时获取术中器官组织的三维光学图像信号和二维超声图像信号并进行三维重构，对带有术前规划信息的术前诊断影像三维模型进行器官组织形变校正，将三维光学模型与动态术前配准模型进行配准融合，可同时实现光学导航和超声导航的功能，能实时连续地从术中光学导航切换到术中超声导航，由器官组织表面到器官组织的内部结构中全方位连续地获取术中器官组织的关键部位位点、最佳手术切入点和内部行径路径。本发明克服现有技术存在的功能相对单一、不连续的缺陷，有效降低手术风险。

技术领域

本发明涉及一种以复合内窥镜镜体为核心器件的导航系统和方法，属于医疗超声电子内窥镜及手术导航技术领域。

背景技术

微创手术是外科未来重要的发展方向之一。其具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优越性。但在某些手术（如肝切除）中医生不能实时、精准地观察器官组织复杂的内部生理结构，为了能在手术过程中也能了解器官组织的内部生理结构，人们将术前具有器官组织三维结构的影像数据（如MRI/CT）与术中影像相结合形成基于图像引导的手术导航方法。

当前外科手术有以下几种典型的微创手术导航技术：术中3D 超声融合术前CT/MRI 导航技术、术中3D 光学融合术前CT/MRI 导航技术和术中3D 光学融合术中2D 超声技术。其中，术中3D 超声融合术前CT/MRI 导航技术能提供医生术中器官组织的解剖结构、组织弹性和血流等信息，但缺乏器官组织的光学表面信息。光学融合术前CT/MRI 导航技术能够提供医生术中器官组织的表面信息，但缺乏超声成像而不能对术中器官组织的变形和器官组织内部进行实时成像，增加了手术的风险。术中3D 光学融合术中2D 超声技术能提供术中器官组织的内部结构信息和光学表面信息，引导医生避开重要组织和血管，但该导航系统缺乏术前诊断信息和术前规划，对关键部位的快速识别和定位具有很大难度，并且该导航系统的超声探头与腹腔镜是分离独立设计和操控的，不方便于医生手术的操作。综上所述，虽然当前现有的微创手术导航技术得到了一定程度的应用，但这些手术导航技术存在着功能相对单一，不连续的缺陷，即在光学导航下只能看到器官组织表面，在超声导航下只能看到器官组织内部或是超声和光学成像设备是分离的，光学导航和超声导航不能连续地实时同步切换。这都使得医生在临床手术时，不能精准、连续、实时地观察到复杂器官组织的生理全貌。

发明内容

本发明的目的是提供一种微创手术导航系统及方法，从而克服现有技术存在的术中导航的功能相对单一、不连续的缺陷。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明微创手术导航系统包括复合内窥镜镜体、空间定位装置和手术导航服务器；

所述复合内窥镜镜体能够用于获取器官组织的二维超声回波信号和三维光学图像；

所述空间定位装置，能够用于定位追踪搭载有空间定位标记物的目标物，实时获取各目标物在同一空间坐标系下的坐标信息，所述目标物为所述复合内窥镜镜体和手术器械；