CN102727309B - 结合内窥镜影像的外科手术导航*** - Google Patents

结合内窥镜影像的外科手术导航*** Download PDF

Info

Publication number
CN102727309B
CN102727309B CN201110088612.7A CN201110088612A CN102727309B CN 102727309 B CN102727309 B CN 102727309B CN 201110088612 A CN201110088612 A CN 201110088612A CN 102727309 B CN102727309 B CN 102727309B
Authority
CN
China
Prior art keywords
endoscope
image
computer
navigation
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110088612.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102727309A (zh
Inventor
王春慧
苏颖颖
叶铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Ueg Medical Instrument Co ltd
Original Assignee
SHANGHAI UEG MEDICAL INSTRUMENT CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI UEG MEDICAL INSTRUMENT CO Ltd filed Critical SHANGHAI UEG MEDICAL INSTRUMENT CO Ltd
Priority to CN201110088612.7A priority Critical patent/CN102727309B/zh
Publication of CN102727309A publication Critical patent/CN102727309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102727309B publication Critical patent/CN102727309B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Endoscopes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种结合内窥镜影像的外科手术导航***,包括计算机、显示器、导航摄像探头、转换器、导航工具适配器,导航摄像探头收集信号,并将信号通过转换器传递至计算机,计算机对信号进行处理,并将处理结果通过显示器进行显示;所述计算机上设置有一个内窥镜影像的导入接口,内窥镜影像的导入接口连接图像采集卡;内窥镜影像的导入接口电连接内窥镜仪器,内窥镜仪器连接内窥镜镜头,内窥镜镜头设置有导航工具适配器。本发明能够使医师在处理深部病变、周围有复杂的重要结构或肉眼不能辨别的病灶时更有把握,能够保护内窥镜视野外的重要组织,使手术靶区范围更加精确。本发明还公开了一种结合内窥镜影像的外科手术导航方法。

Description

结合内窥镜影像的外科手术导航***
技术领域
本发明涉及一种医疗器械,具体涉及一种结合内窥镜影像的外科手术导航***。
背景技术
现有的外科手术计算机辅助导航***是一种三维定位的手术支持***。在手术过程中,利用计算机技术将术前或术中病人的影像数据(来自CT计算机断层扫描、MRI磁共振成像等)、实际手术过程中患者的病变***,以及手术工具所在的坐标***统一起来。计算机利用这些图像信息进行三维图像重建,为外科医生进行手术规划提供客观、准确、直观、快速、微创、科学的手段;同时能够根据实际手术的需要,进行手术定位,对手术工具周围的组织作相应的显示,从而对手术进行实时的导航。但是,这种外科手术导航设备,其所有数据来自术前的CT或MR等影像,其做的三维重建,做不到真正意义上的真实影像,且任何在术中或术前出现的漂移都会给手术带来精度偏差。
内窥镜手术具有创伤小、并发症少、直视下操作、安全有效等特点,目前内窥镜的应用已经开创了微创外科手术时代。但是,由于内窥镜手术术中缺乏层次感,术野狭小,术野无法穿透组织,因此仍存在术野内外的神经损伤、肌损伤,以及可能出现较大量出血等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结合内窥镜影像的外科手术导航***,它可以使外科手术更加精确、安全。
为解决上述技术问题,本发明结合内窥镜影像的外科手术导航***的技术解决方案为:
包括计算机、显示器、导航摄像探头、转换器、导航工具适配器,导航摄像探头收集信号,并将信号通过转换器传递至计算机,计算机对信号进行处理,并将处理结果通过显示器进行显示;所述计算机上设置有一个内窥镜影像的导入接口,内窥镜影像的导入接口连接图像采集卡;内窥镜影像的导入接口电连接内窥镜仪器,内窥镜仪器连接内窥镜镜头,内窥镜镜头设置有导航工具适配器。
所述内窥镜影像的导入接口是1394接口、S-Video端子或BNC连接器对应的内窥镜图像接口之一。
所述导航工具适配器固定设置于内窥镜镜头的垂直侧面。
本发明还提供一种结合内窥镜影像的外科手术导航方法,其包括以下步骤:
将计算机与导入的影像数据通过导航摄像探头进行空间配准,实现普通导航功能;
将导航摄像探头通过导航工具适配器进行手术导航定位,跟踪到内窥镜镜头的顶点及内窥镜镜头轴向;
通过数据线连接计算机与内窥镜仪器;所述连接计算机与内窥镜仪器的数据线为1394数据线、S-Video数据线或者BNC数据线。
确定三维视图中内窥镜的视野范围,实现内窥镜类似探针的术中导航功能;
打开内窥镜影像视图界面;
根据内窥镜镜头的成像参数及已标定的轴向,调整导航工具适配器的安装角度,实现影像配准;
再将导航图像中勾画的靶区或重要组织的轮廓落到导入的内窥镜影像中,给内窥镜增加***;
实时显示内窥镜的视野所在层面的冠位、轴位、矢位断层影像。
本发明可以达到的技术效果是:
本发明的外科手术导航***结合内窥镜技术,实现术中内窥镜影像与CT、MR等影像结合,能够对内窥镜手术中的工具进行导航定位。
本发明具有三维立体透视成像功能,在手术过程中能够实时追踪内窥镜的位置,通过内窥镜与病人解剖结构之间的位置关系,将内窥镜影像上可见的解剖结构下方不可见的病灶、血管和神经勾勒在内窥镜影像上;手术时,内窥镜前端任何层面的肿瘤及重要功能区的轮廓范围用彩色线标出,并加上方向指示线和标尺,动态叠加到内窥镜的实物影像上,从而能够实现手术导航设备与内窥镜在手术中的作用互补。
本发明能够将手术术野扩展到内窥镜视野之外,使医生在进行手术操作的同时,顾及内窥镜周围的重要组织(如眼眶、神经、血管等),使手术安全、彻底,减少手术并发症。
本发明能够使医师在处理深部病变、周围有复杂的重要结构或肉眼不能辨别的病灶时更有把握,能够保护内窥镜视野外的重要组织,使手术靶区范围更加精确。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明结合内窥镜影像的外科手术导航***的示意图;
图2是本发明的电路图;
图3是本发明的内窥镜的示意图;
图4是利用本发明所观察到的实际效果图。
图中附图标记说明:
1为计算机,                   11为键盘,
12为鼠标,                    13为接口面板,
2为显示器,                   3为导航摄像探头,
4为内窥镜仪器,               41为内窥镜镜头的垂直侧面,
42为导航工具适配器,          5为内窥镜镜头。
具体实施方式
如图1、图2所示,本发明结合内窥镜影像的外科手术导航***,是对现有的手术导航***进行的改进,手术导航***包括计算机1、显示器2、导航摄像探头3,计算机1通过电源管理连接交流电电源,显示器2连接计算机1,计算机1通过键盘11和鼠标12进行操作;导航摄像探头3电连接转换器,转换器与计算机电连接;
导航摄像探头3收集信号,并将信号通过转换器传递至计算机1,计算机1对信号进行处理,并将处理结果通过显示器2进行显示;
计算机1的接口面板13上设置有一个内窥镜影像的导入接口,所述内窥镜影像的导入接口可以是1394接口、S-Video端子或BNC连接器等对应的内窥镜图像接口;内窥镜影像的导入接口连接设置于计算机内部的图像采集卡,图像采集卡用于采集内窥镜图像数据信号;
计算机1通过内窥镜影像的导入接口电连接内窥镜仪器4,内窥镜仪器4设有内窥镜镜头5,内窥镜镜头5用于采用数据;内窥镜镜头5设置有导航工具适配器42,导航工具适配器42用于确认内窥镜镜头5的相关参数,并在术前完成工具的标定工作;
如图3所示,导航工具适配器42固定设置于内窥镜镜头5的垂直侧面41。
本发明的工作原理是:
导航摄像探头3通过导航工具适配器42进行手术导航定位,跟踪到内窥镜镜头5的顶点及内窥镜镜头5轴向,确定三维视图中内窥镜的视野范围,实现内窥镜类似探针的术中导航功能;
根据内窥镜镜头5的成像参数及已标定的轴向,并调整导航工具适配器42的安装角度,使它固定设置于内窥镜镜头5的垂直侧面41,以实现影像配准;再将导航图像中勾画的靶区或重要组织的轮廓落到导入的内窥镜影像中,就好比给内窥镜增加了***,使该层面的冠位、轴位、矢位断层影像也实时显示,如图4所示。
本发明将导航工具适配器42固定设置于内窥镜镜头5的垂直侧面41,能够真正做到结合内窥镜影像的外科手术导航。

Claims (3)

1.一种结合内窥镜影像的外科手术导航***,包括计算机、显示器、导航摄像探头、转换器、导航工具适配器、内窥镜仪器、内窥镜镜头,导航摄像探头收集信号,并将信号通过转换器传递至计算机,计算机对信号进行处理,并将处理结果通过显示器进行显示;其特征在于:所述计算机上设置有一个内窥镜影像的导入接口,内窥镜影像的导入接口连接图像采集卡;内窥镜影像的导入接口电连接内窥镜仪器,内窥镜仪器连接内窥镜镜头,内窥镜镜头设置有导航工具适配器;
所述导航摄像探头通过导航工具适配器进行手术导航定位,跟踪到内窥镜镜头的顶点及内窥镜镜头轴向,确定三维视图中内窥镜的视野范围,实现内窥镜的术中导航功能;
所述图像采集卡接收内窥镜镜头采集的数据,根据内窥镜镜头的成像参数及已标定的轴向,调整导航工具适配器的安装角度,实现影像配准;将导航图像中勾画的靶区或重要组织的轮廓落到导入的内窥镜影像中,从而能够给内窥镜增加***,实时显示内窥镜的视野所在层面的冠位、轴位、矢位断层影像。
2.根据权利要求1所述的结合内窥镜影像的外科手术导航***,其特征在于:所述内窥镜影像的导入接口是1394接口、S-Video端子或BNC连接器对应的内窥镜图像接口之一。
3.根据权利要求1所述的结合内窥镜影像的外科手术导航***,其特征在于:所述导航工具适配器固定设置于内窥镜镜头的垂直侧面。
CN201110088612.7A 2011-04-11 2011-04-11 结合内窥镜影像的外科手术导航*** Expired - Fee Related CN102727309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110088612.7A CN102727309B (zh) 2011-04-11 2011-04-11 结合内窥镜影像的外科手术导航***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110088612.7A CN102727309B (zh) 2011-04-11 2011-04-11 结合内窥镜影像的外科手术导航***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102727309A CN102727309A (zh) 2012-10-17
CN102727309B true CN102727309B (zh) 2014-11-26

Family

ID=46984094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110088612.7A Expired - Fee Related CN102727309B (zh) 2011-04-11 2011-04-11 结合内窥镜影像的外科手术导航***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102727309B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017040873A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-09 DePuy Synthes Products, Inc. Multi-shield spinal access system
US9924979B2 (en) 2014-09-09 2018-03-27 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US9980737B2 (en) 2014-08-04 2018-05-29 Medos International Sarl Flexible transport auger
US10111712B2 (en) 2014-09-09 2018-10-30 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US10264959B2 (en) 2014-09-09 2019-04-23 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US10299838B2 (en) 2016-02-05 2019-05-28 Medos International Sarl Method and instruments for interbody fusion and posterior fixation through a single incision
US11771517B2 (en) 2021-03-12 2023-10-03 Medos International Sarl Camera position indication systems and methods
US11813026B2 (en) 2019-04-05 2023-11-14 Medos International Sarl Systems, devices, and methods for providing surgical trajectory guidance
US12042158B2 (en) 2022-09-29 2024-07-23 Medos International Sarl Percutaneous disc clearing device

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10154163A1 (de) 2001-11-03 2003-05-22 Advanced Med Tech Vorrichtung zum Aufrichten und Stabilisieren der Wirbelsäule
US8979931B2 (en) 2006-12-08 2015-03-17 DePuy Synthes Products, LLC Nucleus replacement device and method
KR20100080529A (ko) 2007-10-05 2010-07-08 신세스 게엠바하 팽창 시스템 및 이를 이용한 방법
US9622779B2 (en) 2011-10-27 2017-04-18 DePuy Synthes Products, Inc. Method and devices for a sub-splenius / supra-levator scapulae surgical access technique
WO2013067179A2 (en) 2011-11-01 2013-05-10 Synthes Usa, Llc Dilation system
US9265490B2 (en) 2012-04-16 2016-02-23 DePuy Synthes Products, Inc. Detachable dilator blade
US9480855B2 (en) 2012-09-26 2016-11-01 DePuy Synthes Products, Inc. NIR/red light for lateral neuroprotection
CN104224321B (zh) * 2013-06-19 2016-09-21 上海优益基医疗器械有限公司 采用无线面配准的手术导航***及面配准信号采集方法
CN104224320B (zh) * 2013-06-19 2016-08-10 上海优益基医疗器械有限公司 一种基于手术导航的无线面配准工具及其实现方法
CN103784252B (zh) * 2014-01-26 2016-04-27 上海交通大学医学院附属第九人民医院 用于眼眶外科内镜导航***的骨折块固定牵引示踪装置
US10786264B2 (en) 2015-03-31 2020-09-29 Medos International Sarl Percutaneous disc clearing device
US11744447B2 (en) 2015-09-04 2023-09-05 Medos International Surgical visualization systems and related methods
US11672562B2 (en) 2015-09-04 2023-06-13 Medos International Sarl Multi-shield spinal access system
CN113143355A (zh) 2015-09-04 2021-07-23 美多斯国际有限公司 多护罩脊柱进入***
US11439380B2 (en) 2015-09-04 2022-09-13 Medos International Sarl Surgical instrument connectors and related methods
CN108348305A (zh) * 2015-11-16 2018-07-31 思想外科有限公司 用于确认被追踪骨骼的配准的方法
CN105832416A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种导航仪适配器夹具
CN106214256A (zh) * 2016-09-21 2016-12-14 华南理工大学 一种无标记点光学手术导航***及其导航方法
AU2016427268B2 (en) * 2016-10-22 2022-07-07 Opportunity / Discovery Llc Disposable sheath device
TWI670681B (zh) * 2017-06-04 2019-09-01 鈦隼生物科技股份有限公司 判定手術路徑上一個或多個點之方法和系統
CN107689045B (zh) * 2017-09-06 2021-06-29 艾瑞迈迪医疗科技(北京)有限公司 内窥镜微创手术导航的图像显示方法、装置及***
CN108065904A (zh) * 2018-01-02 2018-05-25 京东方科技集团股份有限公司 内窥镜***及其控制方法
US11013530B2 (en) 2019-03-08 2021-05-25 Medos International Sarl Surface features for device retention
US11241252B2 (en) 2019-03-22 2022-02-08 Medos International Sarl Skin foundation access portal
US11129727B2 (en) 2019-03-29 2021-09-28 Medos International Sari Inflatable non-distracting intervertebral implants and related methods
CN110367914A (zh) * 2019-08-14 2019-10-25 上海懿熹医疗科技有限公司 一种适合眼眶内手术的内窥镜
CN113724194B (zh) * 2021-06-22 2024-01-30 山东交通学院 一种发动机内窥式火焰测量***及图像处理方法
EP4385448A1 (en) * 2021-09-14 2024-06-19 Wuhan United Imaging Healthcare Surgical Technology Co., Ltd. Method and system for calculating spatial registration pose of surgical robot
CN117323002A (zh) * 2023-11-30 2024-01-02 北京万特福医疗器械有限公司 一种基于混合现实技术的神经内镜手术可视化***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997045064A1 (en) * 1996-05-29 1997-12-04 Philips Electronics N.V. Image-guided surgery system
CN101375805A (zh) * 2007-12-29 2009-03-04 清华大学深圳研究生院 一种计算机辅助引导电子内窥镜操作的方法和***
CN101721251A (zh) * 2009-11-10 2010-06-09 上海交通大学医学院附属第九人民医院 将手术导航***和内窥镜***结合的装置及其应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862205A (zh) * 2010-05-25 2010-10-20 中国人民解放军第四军医大学 一种结合术前影像的术中组织跟踪方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997045064A1 (en) * 1996-05-29 1997-12-04 Philips Electronics N.V. Image-guided surgery system
CN101375805A (zh) * 2007-12-29 2009-03-04 清华大学深圳研究生院 一种计算机辅助引导电子内窥镜操作的方法和***
CN101721251A (zh) * 2009-11-10 2010-06-09 上海交通大学医学院附属第九人民医院 将手术导航***和内窥镜***结合的装置及其应用

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9980737B2 (en) 2014-08-04 2018-05-29 Medos International Sarl Flexible transport auger
US10264959B2 (en) 2014-09-09 2019-04-23 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US9924979B2 (en) 2014-09-09 2018-03-27 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US10111712B2 (en) 2014-09-09 2018-10-30 Medos International Sarl Proximal-end securement of a minimally invasive working channel
US11806043B2 (en) 2015-09-04 2023-11-07 Medos International Sarl Devices and methods for providing surgical access
US11793546B2 (en) 2015-09-04 2023-10-24 Medos International Sarl Surgical visualization systems and related methods
US11801070B2 (en) 2015-09-04 2023-10-31 Medos International Sarl Surgical access port stabilization
WO2017040873A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-09 DePuy Synthes Products, Inc. Multi-shield spinal access system
US11883064B2 (en) 2015-09-04 2024-01-30 Medos International Sarl Multi-shield spinal access system
US10299838B2 (en) 2016-02-05 2019-05-28 Medos International Sarl Method and instruments for interbody fusion and posterior fixation through a single incision
US11813026B2 (en) 2019-04-05 2023-11-14 Medos International Sarl Systems, devices, and methods for providing surgical trajectory guidance
US11771517B2 (en) 2021-03-12 2023-10-03 Medos International Sarl Camera position indication systems and methods
US12042158B2 (en) 2022-09-29 2024-07-23 Medos International Sarl Percutaneous disc clearing device

Also Published As

Publication number Publication date
CN102727309A (zh) 2012-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102727309B (zh) 结合内窥镜影像的外科手术导航***
TWI615126B (zh) 影像增強真實度之方法與應用該方法在可穿戴式眼鏡之手術導引
Ma et al. Augmented reality surgical navigation with ultrasound-assisted registration for pedicle screw placement: a pilot study
JP7166809B2 (ja) リアルタイム3次元(3d)心臓撮像におけるガラス状態ビューのためのシステム及び方法
US20180153383A1 (en) Surgical tissue recognition and navigation aparatus and method
Grimson et al. Clinical experience with a high precision image-guided neurosurgery system
US7570987B2 (en) Perspective registration and visualization of internal areas of the body
US10543045B2 (en) System and method for providing a contour video with a 3D surface in a medical navigation system
EP3395282B1 (en) Endoscopic view of invasive procedures in narrow passages
US20140031668A1 (en) Surgical and Medical Instrument Tracking Using a Depth-Sensing Device
KR102105974B1 (ko) 의료 영상 시스템
Caversaccio et al. Computer assistance for intraoperative navigation in ENT surgery
JP2007508913A (ja) 術中ターゲティングのシステムおよび方法
KR20130108320A (ko) 관련 애플리케이션들에 대한 일치화된 피하 해부구조 참조의 시각화
CA3029348C (en) Intraoperative medical imaging method and system
US20210196404A1 (en) Implementation method for operating a surgical instrument using smart surgical glasses
KR20160069180A (ko) 중재시술 로봇용 공간정합 시스템
WO2012033739A2 (en) Surgical and medical instrument tracking using a depth-sensing device
Tebo et al. An optical 3D digitizer for frameless stereotactic surgery
JPH09173352A (ja) 医用ナビゲーションシステム
US11160610B2 (en) Systems and methods for soft tissue navigation
Harders et al. Multimodal augmented reality in medicine
US20160022171A1 (en) Image guiding device for brain surgery
CN113907883A (zh) 一种耳侧颅底外科3d可视化手术导航***及方法
Jing et al. Navigating system for endoscopic sinus surgery based on augmented reality

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 201210 3 / F, building 12, No. 1-28, Lane 588, Tianxiong Road, Pudong New Area, Shanghai

Patentee after: SHANGHAI UEG MEDICAL INSTRUMENT CO.,LTD.

Address before: 201318 Shanghai city Pudong New Area Tianxiong road 588 Lane 1-28 No. 12 Building 2 floor

Patentee before: UNIVERSAL ENTERPRISES GROUP Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141126