[发明专利]一种基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统及其模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统及其模拟方法，包括：数据库交互模块、数据库模块、三维重建模块、手术方案设计模块、模拟手术模块、手术风险分析及应对模块、预后分析模块，本发明还提供了上述基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统的模拟方法，其步骤如下：建立数据库；三维重建：手术方案设计及模拟手术；风险分析；所述的步骤一中资料信息包括姓名、性别、年龄、病史、病症信息，所述的图像数据包括寰枢椎部位的扫描CT、MR、STL数据。本发明具有有效降低治疗风险和治疗难度的优点。

技术领域

本发明涉及医学图像处理及应用领域，具体来说是一种基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统及其模拟方法。

背景技术

寰枢椎疾患在临床上较为常见，由于该区延脊髓内含有生命中枢，疾患的危害性或潜在危害性较大，而寰枢椎位置深在和解剖结构复杂，治疗较为困难，如果直接进行临床治疗，不仅存在治疗困难，而且存在很大的风险，随着科技的快速发展，现代医学治疗手段和计算机技术相应的也得到了快速的发展，如何实现在手术前进行测量、模拟和风险分析已成为当前重要的研究方向之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的存在危害性大、治疗困难的缺陷，提供一种基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统及其模拟方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明公开了一种基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统，包括：数据库交互模块、数据库模块、三维重建模块、手术方案设计模块、模拟手术模块、手术风险分析及应对模块、预后分析模块，所述的数据库交互模块用于载入资料信息、图像数据，并将载入的资料信息、图像数据发送至数据库模块，所述的数据库模块提供寰枢椎手术方案规划模拟所需要的特征和信息，用于手术方案设计、手术风险分析及应对、预后分析，所述的三维重建模块用于接收数据库模块发送的寰枢椎手术方案规划模拟所需要的特征和信息，并实现寰枢椎部位的骨骼、血管结构的三维重建，并将三维重建形成的三维图像模型发送至手术方案设计模块，所述的手术方案设计模块对三维重建模块建立的三维图像模型进行分析处理，进行手术方案设计，所述的模拟手术模块根据手术方案设计模块的手术方案进行模拟，模拟手术中放置假体、螺钉，生成导板，并导出导板模型，所述的手术风险分析及应对模块对模拟手术模块的各种模拟手术方案结合数据库模块中的数据综合分析手术风险，采取应对措施。

作为优选，本发明的基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统，还包括预后分析模块，所述的预后分析模块对模拟手术方案的疗效进行预测，分析可能的预后。

本发明还提供了上述基于三维可视化的寰椎枢手术模拟系统的模拟方法，其步骤如下：

步骤一：建立数据库

采用数据库交互模块载入资料信息、图像数据，提供寰枢椎手术方案规划模拟所需要的特征和信息，并将载入的资料信息、图像数据发送至数据库模块，所述的数据库模块提供寰枢椎手术方案规划模拟所需要的特征和信息，以此建立数据库，用于手术方案设计、手术风险分析及应对、预后分析；

步骤二：三维重建：

利用CT、MR图像，根据寰枢椎骨骼和血管的医学图像特点，采用三维重建模块建立寰枢椎的三维模型；

步骤三：手术方案设计及模拟手术

根据寰枢椎的三维视图，手术方案设计模块进行分析处理，进行手术方案设计，模拟手术模块利用预设导板类型，模拟手术中螺钉位置，放置钉道模型，再使用导板工具，生成导板模型；

步骤四：风险分析

螺钉钉入前与钉入后，寰枢椎内孔面积进行对比，根据三维视图中血管位置，评估手术方案，根据手术方案设计、模拟手术的结果，结合数据库中资料信息，采用手术风险分析及应对模块和预后分析模块进行手术风险的应对分析和预后分析。