[发明专利]基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法及系统

权利要求书

1.基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法，其特征在于，包括：

通过术前分割和建模模块三维重建患者患处的虚拟模型，并在所述虚拟模型中设定基准点；

通过摄像机标定和视频采集模块获取真实手术场景信息以及计算患者身上标记物的位置坐标；

利用虚实配准技术模块对所述虚拟模型与真实手术部位的空间配准，并且在显示器上配备手术规划路径，并进行导航；

通过成像与位置跟踪模块显示真实手术成像结果，并实时跟踪所述标记物并且计算所述标记物的坐标信息，以完成前交叉韧带重建手术导航；并与移动端进行实时通信。

2.根据权利要求1所述的基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法，其特征在于，所述“通过术前分割和建模模块三维重建患者膝关节的虚拟模型”，包括：

Step 101:采集患者的CT/MRI图集，并通过Mimics软件对CT图集处理；

Step 102:在Minics软件中选定膝关节所在区域，手动裁剪蒙版的多余部分；

Step 103:在Minics软件中选取感兴趣区域作为源掩膜，对每张CT图像进行优化处理；

Step 104:采用Marching Cube(MC)算法将所述CT图集转化为三维模型。

3.根据权利要求1所述的基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法，其特征在于，所述“利用虚实配准技术模块对所述虚拟模型与真实手术部位的空间配准”，包括：

Step 201:采集所述摄像机标定和视频采集模块中的视频信号；

Step 202:对所述视频信号中的所述标识物进行识别；

Step 203:通过三维配准矩阵的计算将所述虚拟模型与所述真实手术场景信息进行叠加并进行显示。

4.根据权利要求3所述的基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法，其特征在于，所述“对所述视频信号中的所述标识物进行识别”，包括：

使用一个医疗电极片作为标识物，贴在患者膝关节切口处下方3cm处；

在Unity3D软件中，对所述虚拟模型的文件进行处理；同时将所述标记物的文件导入Unity3D软件中；

根据所述标记物的真实尺寸相应修改它在Unity3D软件中的大小，并放置在与真实场景相对应的位置上。

5.根据权利要求3所述的基于移动终端的前交叉韧带重建手术导航方法，其特征在于，所述“通过三维配准矩阵的计算将所述虚拟模型与所述真实手术场景信息进行叠加并进行显示”，包括：

所述摄像机标定和视频采集模块和所述标记物之间的注册关系式为：

^markerT_camera＝^markerT_{virtual_model}^virtual_{_}^modelT _patient^patientT_camera；

其中，^markerT_{virtual_model}是将所述虚拟模型注册到所述标记物的坐标系中；

^virtual_{_}^modelT _patient是将患者注册到所述虚拟模型的坐标系中；

^patientT_camera是将所述摄像机标定和视频采集模块中摄像机的坐标系注册到所述患者的坐标系中。