[发明专利]一种用于颅颌面外科手术的定位方法

权利要求书

1.一种用于颅颌面外科手术的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据患者牙列石膏的模型，制作出咬合板参考示踪器，该咬合板参考示踪器由与牙列相匹配的咬合板和作为示踪器使用的反光球阵列组成；

步骤二，将咬合板固定于患者的口腔内，对患者进行CT扫描，得到CT扫描图像数据，对得到的CT扫描图像数据通过CT图像重建软件进行图像数据分割与重建，获得患者颅颌面部软硬组织和咬合板参考示踪器的三角面网格模型，采用球面拟合方法得到咬合板参考示踪器上反光球阵列的几何结构，并建立咬合板参考示踪器在头颅三维坐标系中的空间变换矩阵M₁；

步骤三，在患者头部安放固定标准参考架，通过导航定位仪读取咬合板参考示踪器在固定标准参考架的三维坐标系中的变换矩阵M₂，求解固定标准参考架在头颅三维坐标系中的变换矩阵M，而后移除咬合板示踪器，通过读取任一工具反光球阵列相对于固定标准参考架的变换矩阵M′，求解工具反光球阵列在头颅三维坐标系中的变换矩阵M_f，根据矩阵M_f，进行工具反光球阵列相对头颅三维坐标系的实时追踪导航，对工具反光球阵列进行定位，从而实现颅颌面外科手术的实时跟踪导航定位。

2.根据权利要求1所述的一种用于颅颌面外科手术的定位方法，其特征在于：步骤二中，所述的球面拟合方法，是指根据咬合板上反光球阵列的CT扫描数据，重建阵列中的每个球的三角面网格模型，将单个球的三角面网格模型分割出来，用最小二乘法，迭代求解出求每个球面的球心坐标及球面的半径。

3.根据权利要求1所述的一种用于颅颌面外科手术的定位方法，其特征在于：对于咬合板参考示踪器不会干扰的某些颅颌面部手术，在术中可以直接使用导航定位读取任一工具反光球阵列相对于咬合板参考示踪器的变换矩阵T，求解该工具反光球阵列在头颅坐标系中的变换矩阵T_f，根据矩阵T_f，实现该工具反光球阵列相对于头颅坐标系的实时追踪导航，对该工具进行准确定位，实现颅颌面外科手术的实时跟踪导航和定位。

4.根据权利要求1所述的一种用于颅颌面外科手术的定位方法，其特征在于：对于正颌手术，建立咬合板参考架在头颅坐标系中的空间变换矩阵M₁后，术中通过导航定位仪读取咬合板参考架在固定标准参考架坐标系中的变换矩阵M₂，求解变换矩阵M₂的逆矩阵N，根据矩阵M₁×N＝W，实现咬合板参考示踪器相对于参考头颅坐标系的实时追踪，从而在术中直接定位追踪颌骨骨块空间位置，实现对正颌手术的精确导航指导。

5.根据权利要求1所述的一种用于颅颌面外科手术的定位方法，其特征在于：该定位方法中的矩阵变换步骤可作为在外科导航中的应用。