[发明专利]一种微创手术导航系统和导航方法

摘要

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。

主权项

一种微创手术导航系统，其特征在于：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；所述手术导航服务器，能够将所述二维超声回波信号进行处理得到二维超声图像信号、对所述三维光学图像进行优化处理得到具有视差的三维光学图像信号、提取所述复合内窥镜镜体的姿态角度的数据信号并进行降噪和解算处理；能够对术前诊断影像进行三维模型重构，得到术前诊断影像三维模型；能够构建术前规划的实施环境；能够对所述术前诊断影像三维模型进行术前规划并获得带有术前规划信息的术前诊断影像三维模型，所述术前规划信息包括器官组织的关键部位的标记信息、手术器械对器官组织切入点的规划信息和手术器械在器官组织内部行径路线的规划信息；能够对所述二维超声图像信号和三维光学图像信号分别进行实时三维模型重构，分别得到术中三维超声模型、术中三维光学模型；能够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，形成动态术前配准三维模型，并将术中三维光学模型、术中三维超声模型分别与动态术前配准三维模型进行配准融合而形成术中光学融合模型和术中超声融合模型；能够从术中光学融合模型和术中超声融合模型中提取出术前规划信息中的器官组织的关键部位的标记信息，用以对手术中的器官组织的关键部位给出提示；能够对各目标物、术中光学融合模型和术中超声融合模型进行空间坐标重映射处理，获取各目标物、术中光学融合模型和术中超声融合模型在同一坐标系的坐标信息。