[发明专利]手术导航系统

说明书

本发明公开了一种手术导航系统，包括：磁场发生器，用于产生电磁场；第一电磁定位组件，固定于目标对象上，第一电磁定位组件用于在电磁场下产生第一感应电流；第二电磁定位组件，固定于手术器械上，第二电磁定位组件用于在电磁场下产生第二感应电流；控制器，用于获取第一感应电流和第二感应电流，并分别根据第一感应电流和第二感应电流确定目标对象的第一位姿和手术器械的第二位姿；控制器，还用于根据目标对象的三维医学图像、包含目标对象和手术器械的第一二维医学图像、第一位姿和第二位姿确定所述三维医学图像的图像坐标系与所述电磁场的磁场坐标系之间的转换关系，并引导手术器械操作，实现导航。

技术领域

本发明涉及手术导航技术领域，特别涉及一种手术导航系统。

背景技术

近年来，外科手术取得了巨大的发展，但是对于解剖结构复杂的病变部位来说，手术难度和风险依然很高。以脊柱外科手术为例，脊柱的解剖结构复杂且毗邻重要血管神经，脊柱外科手术中椎弓根螺钉的准确置入，是完成良好矫形的前提，而置钉过程易损伤椎体周围大血管和神经，因此精准的植钉操作成为了手术的关键和技术难点。

手术导引系统可以帮助医疗人员定位病变部位，降低手术难度和风险，越来越多的用于外科手术。然而，传统的手术导引系统精确度有待提高，且需要实时拍摄医学影像来得知病患的病变部位信息以及手术器械的位置，会增加病患受到的辐射剂量。

发明内容

本发明提供一种手术导航系统，以解决相关技术中的不足。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种手术导航系统，包括：

磁场发生器，用于产生电磁场；

第一电磁定位组件，固定于目标对象上，所述第一电磁定位组件用于在所述电磁场下产生第一感应电流；

第二电磁定位组件，固定于手术器械上，所述第二电磁定位组件用于在所述电磁场下产生第二感应电流；其中，所述手术器械用于对所述目标对象进行手术操作；

控制器，用于获取所述第一感应电流和所述第二感应电流，并分别根据所述第一感应电流和第二感应电流确定所述目标对象的第一位姿和所述手术器械的第二位姿；

所述控制器，还用于根据所述目标对象的三维医学图像、包含所述目标对象和所述手术器械的第一二维医学图像、所述第一位姿和所述第二位姿确定所述三维医学图像的图像坐标系与所述电磁场的磁场坐标系之间的转换关系，并引导所述手术器械操作。

可选地，所述控制器包括：

标定模块，用于确定所述图像坐标系与所述磁场坐标系之间的转换关系；

转换模块，用于根据所述转换关系分别将所述第一电磁定位组件的实时位姿和第二电磁定位组件的实时位姿转换为所述图像坐标系下的空间坐标，以引导手术器械操作。

可选地，所述第一电磁定位组件，包括：

固定针，所述固定针的针头用于植入所述目标对象中；

电磁定位线圈，设于所述固定针的内部，所述电磁定位线圈用于在所述电磁场下产生所述第一感应电流。

可选地，所述第一电磁定位组件，还包括：

标识单元，可拆卸地固定于所述固定针上，以使所述控制器根据所述标识单元上的标识点确定所述第一位姿。

可选地，所述标识单元包括：

固定座，固定于所述固定针上；

标识架，固定于所述固定座上；

至少四个标识球，分散地排布在所述标识架上，所述标识球作为所述标识点。