專利名稱：結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)和外科手術(shù)導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，具體涉及一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的外科手術(shù)計算機(jī)輔助導(dǎo)航系統(tǒng)是一種三維定位的手術(shù)支持系統(tǒng)。在手術(shù)過程中，利用計算機(jī)技術(shù)將術(shù)前或術(shù)中病人的影像數(shù)據(jù)(來自CT計算機(jī)斷層掃描、MRI磁共振 成像等)、實際手術(shù)過程中患者的病變體位，以及手術(shù)工具所在的坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一起來。計算機(jī)利用這些圖像信息進(jìn)行三維圖像重建，為外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃提供客觀、準(zhǔn)確、直觀、快速、微創(chuàng)、科學(xué)的手段；同時能夠根據(jù)實際手術(shù)的需要，進(jìn)行手術(shù)定位，對手術(shù)工具周圍的組織作相應(yīng)的顯示，從而對手術(shù)進(jìn)行實時的導(dǎo)航。但是，這種外科手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備，其所有數(shù)據(jù)來自術(shù)前的CT或MR等影像，其做的三維重建，做不到真正意義上的真實影像，且任何在術(shù)中或術(shù)前出現(xiàn)的漂移都會給手術(shù)帶來精度偏差。內(nèi)窺鏡手術(shù)具有創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、直視下操作、安全有效等特點，目前內(nèi)窺鏡的應(yīng)用已經(jīng)開創(chuàng)了微創(chuàng)外科手術(shù)時代。但是，由于內(nèi)窺鏡手術(shù)術(shù)中缺乏層次感，術(shù)野狹小，術(shù)野無法穿透組織，因此仍存在術(shù)野內(nèi)外的神經(jīng)損傷、肌損傷，以及可能出現(xiàn)較大量出血等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，它可以使外科手術(shù)更加精確、安全。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)解決方案為包括計算機(jī)、顯示器、導(dǎo)航攝像探頭、轉(zhuǎn)換器、導(dǎo)航工具適配器，導(dǎo)航攝像探頭收集信號，并將信號通過轉(zhuǎn)換器傳遞至計算機(jī)，計算機(jī)對信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果通過顯示器進(jìn)行顯示；所述計算機(jī)上設(shè)置有一個內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口，內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口連接圖像采集卡；內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口電連接內(nèi)窺鏡儀器，內(nèi)窺鏡儀器連接內(nèi)窺鏡鏡頭，內(nèi)窺鏡鏡頭設(shè)置有導(dǎo)航工具適配器。所述內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口是1394接口、S-Video端子或BNC連接器對應(yīng)的內(nèi)窺鏡圖像接口之一。所述導(dǎo)航工具適配器固定設(shè)置于內(nèi)窺鏡鏡頭的垂直側(cè)面。本發(fā)明還提供一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航方法，其包括以下步驟將計算機(jī)與導(dǎo)入的影像數(shù)據(jù)通過導(dǎo)航攝像探頭進(jìn)行空間配準(zhǔn)，實現(xiàn)普通導(dǎo)航功倉泛;將導(dǎo)航攝像探頭通過導(dǎo)航工具適配器進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航定位，跟蹤到內(nèi)窺鏡鏡頭的頂點及內(nèi)規(guī)鏡鏡頭軸向；
通過數(shù)據(jù)線連接計算機(jī)與內(nèi)窺鏡儀器；所述連接計算機(jī)與內(nèi)窺鏡儀器的數(shù)據(jù)線為1394數(shù)據(jù)線、S-Video數(shù)據(jù)線或者BNC數(shù)據(jù)線。確定三維視圖中內(nèi)窺鏡的視野范圍，實現(xiàn)內(nèi)窺鏡類似探針的術(shù)中導(dǎo)航功能；打開內(nèi)窺鏡影像視圖界面；根據(jù)內(nèi)窺鏡鏡頭的成像參數(shù)及已標(biāo)定的軸向，調(diào)整導(dǎo)航工具適配器的安裝角度，實現(xiàn)影像配準(zhǔn)；再將導(dǎo)航圖像中勾畫的靶區(qū)或重要組織的輪廓落到導(dǎo)入的內(nèi)窺鏡影像中，給內(nèi)窺鏡增加透視功能；實時顯示內(nèi)窺鏡的視野所在層面的冠位、軸位、矢位斷層影像。 本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是本發(fā)明的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合內(nèi)窺鏡技術(shù)，實現(xiàn)術(shù)中內(nèi)窺鏡影像與CT、MR等影像結(jié)合，能夠?qū)?nèi)窺鏡手術(shù)中的工具進(jìn)行導(dǎo)航定位。本發(fā)明具有三維立體透視成像功能，在手術(shù)過程中能夠?qū)崟r追蹤內(nèi)窺鏡的位置，通過內(nèi)窺鏡與病人解剖結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系，將內(nèi)窺鏡影像上可見的解剖結(jié)構(gòu)下方不可見的病灶、血管和神經(jīng)勾勒在內(nèi)窺鏡影像上；手術(shù)時，內(nèi)窺鏡前端任何層面的腫瘤及重要功能區(qū)的輪廓范圍用彩色線標(biāo)出，并加上方向指示線和標(biāo)尺，動態(tài)疊加到內(nèi)窺鏡的實物影像上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備與內(nèi)窺鏡在手術(shù)中的作用互補(bǔ)。本發(fā)明能夠?qū)⑹中g(shù)術(shù)野擴(kuò)展到內(nèi)窺鏡視野之外，使醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)操作的同時，顧及內(nèi)窺鏡周圍的重要組織(如眼眶、神經(jīng)、血管等)，使手術(shù)安全、徹底，減少手術(shù)并發(fā)癥。本發(fā)明能夠使醫(yī)師在處理深部病變、周圍有復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)或肉眼不能辨別的病灶時更有把握，能夠保護(hù)內(nèi)窺鏡視野外的重要組織，使手術(shù)靶區(qū)范圍更加精確。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本發(fā)明結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的電路圖；圖3是本發(fā)明的內(nèi)窺鏡的示意圖；圖4是利用本發(fā)明所觀察到的實際效果圖。圖中附圖標(biāo)記說明I為計算機(jī)，11為鍵盤，12為鼠標(biāo)，13為接口面板，2為顯示器，3為導(dǎo)航攝像探頭，4為內(nèi)窺鏡儀器，41為內(nèi)窺鏡鏡頭的垂直側(cè)面，42為導(dǎo)航工具適配器，5為內(nèi)窺鏡鏡頭。
具體實施例方式如圖I、圖2所示，本發(fā)明結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，是對現(xiàn)有的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行的改進(jìn)，手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)包括計算機(jī)I、顯示器2、導(dǎo)航攝像探頭3，計算機(jī)I通過電源管理連接交流電電源，顯示器2連接計算機(jī)1，計算機(jī)I通過鍵盤11和鼠標(biāo)12進(jìn)行操作；導(dǎo)航攝像探頭3電連接轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器與計算機(jī)電連接；導(dǎo)航攝像探頭3收集信號，并將信號通過轉(zhuǎn)換器傳遞至計算機(jī)I，計算機(jī)I對信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果通過顯示器2進(jìn)行顯示；計算機(jī)I的接口面板13上設(shè)置有一個內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口，所述內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口可以是1394接口、S-Video端子或BNC連接器等對應(yīng)的內(nèi)窺鏡圖像接口 ；內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口連接設(shè)置于計算機(jī)內(nèi)部的圖像采集卡，圖像采集卡用于采集內(nèi)窺鏡圖像數(shù)據(jù)信號；計算機(jī)I通過內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口電連接內(nèi)窺鏡儀器4，內(nèi)窺鏡儀器4設(shè)有內(nèi)窺鏡鏡頭5，內(nèi)窺鏡鏡頭5用于采用數(shù)據(jù)；內(nèi)窺鏡鏡頭5設(shè)置有導(dǎo)航工具適配器42，導(dǎo)航工具適配器42用于確認(rèn)內(nèi)窺鏡鏡頭5的相關(guān)參數(shù)，并在術(shù)前完成工具的標(biāo)定工作；如圖3所不,導(dǎo)航工具適配器42固定設(shè)置于內(nèi)窺鏡鏡頭5的垂直側(cè)面41。 本發(fā)明的工作原理是導(dǎo)航攝像探頭3通過導(dǎo)航工具適配器42進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航定位，跟蹤到內(nèi)窺鏡鏡頭5的頂點及內(nèi)窺鏡鏡頭5軸向，確定三維視圖中內(nèi)窺鏡的視野范圍，實現(xiàn)內(nèi)窺鏡類似探針的術(shù)中導(dǎo)航功能；根據(jù)內(nèi)窺鏡鏡頭5的成像參數(shù)及已標(biāo)定的軸向，并調(diào)整導(dǎo)航工具適配器42的安裝角度，使它固定設(shè)置于內(nèi)窺鏡鏡頭5的垂直側(cè)面41，以實現(xiàn)影像配準(zhǔn)；再將導(dǎo)航圖像中勾畫的靶區(qū)或重要組織的輪廓落到導(dǎo)入的內(nèi)窺鏡影像中，就好比給內(nèi)窺鏡增加了透視功能，使該層面的冠位、軸位、矢位斷層影像也實時顯示，如圖4所示。本發(fā)明將導(dǎo)航工具適配器42固定設(shè)置于內(nèi)窺鏡鏡頭5的垂直側(cè)面41，能夠真正做到結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括計算機(jī)、顯示器、導(dǎo)航攝像探頭、轉(zhuǎn)換器、導(dǎo)航工具適配器，導(dǎo)航攝像探頭收集信號，并將信號通過轉(zhuǎn)換器傳遞至計算機(jī)，計算機(jī)對信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果通過顯示器進(jìn)行顯示；其特征在于所述計算機(jī)上設(shè)置有一個內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口，內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口連接圖像采集卡；內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口電連接內(nèi)窺鏡儀器，內(nèi)窺鏡儀器連接內(nèi)窺鏡鏡頭，內(nèi)窺鏡鏡頭設(shè)置有導(dǎo)航工具適配器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口是1394接口、S-Video端子或BNC連接器對應(yīng)的內(nèi)窺鏡圖像接口之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)航工具適配器固定設(shè)置于內(nèi)窺鏡鏡頭的垂直側(cè)面。
4.一種采用權(quán)利要求I所述的結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的外科手術(shù)導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟 將計算機(jī)與導(dǎo)入的影像數(shù)據(jù)通過導(dǎo)航攝像探頭進(jìn)行空間配準(zhǔn)，實現(xiàn)普通導(dǎo)航功能； 將導(dǎo)航攝像探頭通過導(dǎo)航工具適配器進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航定位，跟蹤到內(nèi)窺鏡鏡頭的頂點及內(nèi)丟見鏡鏡頭軸向； 通過數(shù)據(jù)線連接計算機(jī)與內(nèi)窺鏡儀器； 確定三維視圖中內(nèi)窺鏡的視野范圍，實現(xiàn)內(nèi)窺鏡類似探針的術(shù)中導(dǎo)航功能； 打開內(nèi)窺鏡影像視圖界面； 根據(jù)內(nèi)窺鏡鏡頭的成像參數(shù)及已標(biāo)定的軸向，調(diào)整導(dǎo)航工具適配器的安裝角度，實現(xiàn)影像配準(zhǔn)； 再將導(dǎo)航圖像中勾畫的靶區(qū)或重要組織的輪廓落到導(dǎo)入的內(nèi)窺鏡影像中，給內(nèi)窺鏡增加透視功能； 實時顯示內(nèi)窺鏡的視野所在層面的冠位、軸位、矢位斷層影像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述連接計算機(jī)與內(nèi)窺鏡儀器的數(shù)據(jù)線為1394數(shù)據(jù)線、S-Video數(shù)據(jù)線或者BNC數(shù)據(jù)線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，包括計算機(jī)、顯示器、導(dǎo)航攝像探頭、轉(zhuǎn)換器、導(dǎo)航工具適配器，導(dǎo)航攝像探頭收集信號，并將信號通過轉(zhuǎn)換器傳遞至計算機(jī)，計算機(jī)對信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果通過顯示器進(jìn)行顯示；所述計算機(jī)上設(shè)置有一個內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口，內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口連接圖像采集卡；內(nèi)窺鏡影像的導(dǎo)入接口電連接內(nèi)窺鏡儀器，內(nèi)窺鏡儀器連接內(nèi)窺鏡鏡頭，內(nèi)窺鏡鏡頭設(shè)置有導(dǎo)航工具適配器。本發(fā)明能夠使醫(yī)師在處理深部病變、周圍有復(fù)雜的重要結(jié)構(gòu)或肉眼不能辨別的病灶時更有把握，能夠保護(hù)內(nèi)窺鏡視野外的重要組織，使手術(shù)靶區(qū)范圍更加精確。本發(fā)明還公開了一種結(jié)合內(nèi)窺鏡影像的外科手術(shù)導(dǎo)航方法。
文檔編號A61B19/00GK102727309SQ20111008861
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者葉銘, 王春慧, 蘇穎穎 申請人:上海優(yōu)益基醫(yī)療器械有限公司