CN108210024B - 手术导航方法及*** - Google Patents

手术导航方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种手术导航方法及***，其中方法包括：对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位；获取超声探头实时采集的超声成像数据；根据光学定位信息以及超声成像数据生成穿刺针位于超声图像中的位置及轨迹；同步显示超声图像以及穿刺针位于超声图像中的位置及轨迹。其中***包括定位模块、超声成像数据获取模块、穿刺针轨迹生成模块以及显示模块。本发明通过手术导航***可以对穿刺针和超声探头进行光学定位，并实时显示穿刺针在超声探头采集的超声图像中的位置和轨迹，不仅为医生和患者消除了X射线辐射的危害，还解决了传统超声引导的造影不清晰、引导不直观的缺点，从而使得医生可以直观、高效地掌握手术的穿刺方向。

Description

手术导航方法及***
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种手术导航方法及***。
背景技术
目前，微创手术因其创伤小、恢复快等特点已经成为常见的治疗方法，例如经皮肾镜技术(PCNL)等。在微创手术中，其准确、快速的手术穿刺是保证手术成功、缩短治疗时间的基础。而在微创手术过程中起主导作用的是穿刺引导，目前流行的穿刺引导方法主要有C臂X光引导和超声引导，但是，C臂X光引导存在放射性，会对医生和患者造成辐射危害；而超声引导存在穿刺针造影不清晰、引导不够直观等问题，从而导致医生难以准确把握穿刺方向和深度。
发明内容
基于此，有必要针对目前微创手术中的穿刺引导方法存在辐射危害以及穿刺针造影不清晰、引导不直观的问题，提供一种手术导航方法及***。
一种手术导航方法，包括：
对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息；
获取超声探头实时采集的超声成像数据，其中，超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像；
根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹；
同步显示超声图像以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
在其中一个实施例中，在对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位之前，还包括：
对超声探头和穿刺针配置光学标记件；
获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息；
其中，对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，包括：
根据已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息，对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息。
在其中一个实施例中，根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，包括：
根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息；
将穿刺针的坐标转换至第二坐标系的超声图像中；
生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
在其中一个实施例中，还包括：
获取对超声图像中目标穿刺区域的标记；
根据标记确定目标穿刺区域的形状和目标穿刺区域在超声图像中的位置；
根据目标穿刺区域在超声图像中的位置以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离；
其中，同步显示超声图像以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，包括：
同步显示超声图像、目标穿刺区域的形状和目标穿刺区域在超声图像中的位置、在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离以及穿刺针的位置及轨迹。
在其中一个实施例中，穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置，包括：穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的三维坐标、穿刺针相对超声图像的偏移距离以及所述穿刺针延长线与超声图像平面的交点。
在其中一个实施例中，还包括：
若穿刺针相对超声图像的偏移距离或穿刺针与目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，则发出警报。
一种手术导航***，包括：
定位模块，用于对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息；
超声成像数据获取模块，用于获取超声探头实时采集的超声成像数据，其中，超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像；
穿刺针轨迹生成模块，用于根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹；
显示模块，用于同步显示超声图像以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
在其中一个实施例中，还包括：
光学标记件配置模块，用于对超声探头和穿刺针配置光学标记件；并获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息。
在其中一个实施例中，还包括：
目标穿刺区域确定模块，用于获取对超声图像中目标穿刺区域的标记；
还用于根据标记确定目标穿刺区域的形状和目标穿刺区域在超声图像中的位置；
还用于根据目标穿刺区域在超声图像中的位置以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离。
在其中一个实施例中，穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置，包括穿刺针相对超声图像的偏移距离以及所述穿刺针延长线与超声图像平面的交点，则该手术导航***还包括：
报警模块，用于当穿刺针相对超声图像的偏移距离或穿刺针与目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，则发出警报。
上述手术导航方法及***，通过手术导航***可以对穿刺针和超声探头进行光学定位，并实时显示穿刺针在超声探头采集的超声图像中的位置和轨迹，不仅为医生和患者消除了X射线辐射的危害，还解决了传统超声引导的造影不清晰、引导不直观的缺点，从而使得医生可以直观、高效地掌握手术的穿刺方向。
附图说明
图1为一个实施例中手术导航***的应用原理图；
图2为一个实施例中手术导航***的结构示意图；
图3为一个实施例中手术导航***的结构示意图；
图4为一个实施例中手术导航***的结构示意图；
图5为一个实施例中手术导航***的结构示意图；
图6为一个实施例中手术导航方法的流程示意图；
图7为一个实施例中手术导航方法采用定位模块作为参照的坐标系示意图；
图8为一个实施例中手术导航方法采用超声图像平面作为参照的坐标系示意图；
图9为一个实施例中手术导航方法的导航显示示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明实施例提供了一种手术导航***，在一个具体的应用场景中，如图1所示，例如在微创手术中，通过该手术导航***100可以对穿刺针101和超声探头102进行光学定位，并实时显示穿刺针101在超声探头102采集的超声图像103中的位置(如图1中T′处及叉号C点，其中T′处为穿刺针尖在超声图像平面上的投影，叉号C点为穿刺针延长线与超声图像平面的交点)和轨迹(如图1中EL虚线段，即穿刺针在超声图像平面上的投影及其延长线段)以及目标穿刺区域(如图1中的曲线围绕区域M)，不仅为医生和患者消除了X射线辐射的危害，还解决了传统超声引导的造影不清晰、引导不直观的缺点，从而使得医生可以直观、高效地掌握手术的穿刺方向。
在一个实施例中，如图2所示，该手术导航***100可以包括定位模块201、超声成像数据获取模块202、穿刺针轨迹生成模块203以及显示模块204，其中：
定位模块201，用于对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息。
在本实施例中，光学标记件可以是主动发光式或反射式光学器件；第一坐标系则是以定位模块201作为参照的坐标系。本实施例通过在手术需要使用的器械如超声探头和穿刺针上配置该光学标记件，以便通过定位模块201对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，从而获取超声探头和穿刺针位于第一坐标系的三维定位信息。其中，三维定位信息包括超声探头和穿刺针位于第一坐标系中的三维坐标和方向，其定位精度可以达到2mm以内。
超声成像数据获取模块202，用于获取超声探头实时采集的超声成像数据。其中，超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像。在本实施例中，第二坐标系则是以超声图像平面作为参照的坐标系。在本实施例中，超声成像数据获取模块202可以通过超声机自身数据接口、或超声机主机板载接口、或医用信息网络服务器接口实现实时读取超声探头采集的超声成像数据。其中，超声成像数据包括但不限于超声图像、时间戳数据、工作状态数据等。
穿刺针轨迹生成模块203，用于根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
在本实施例中，根据超声探头和穿刺针位于第一坐标系中的三维坐标和方向，以及超声探头实时采集的对应于第二坐标系的超声图像，从而将穿刺针对应于第一坐标系中的三维坐标和方向转换至第二坐标系的超声图像中，进而生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
显示模块204，用于同步显示超声图像以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
其中，穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置包括穿刺针与超声图像的偏移角度、偏移距离等量化信息。穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的轨迹包括穿刺针在超声图像中的投影以及延长线等轨迹信息。从而使得医生可以通过显示模块204显示的内容直观地掌握手术的穿刺方向，进而提高穿刺的准确度和效率。
在一个具体的实施例中，显示模块204包括但不限于若干显示屏，其中，显示屏可以是普通显示屏、或可触摸显示屏。
在一个实施例中，如图3所示，为了使得在手术过程中，定位模块201能够对超声探头和穿刺针进行准确定位，因此，本实施例中的手术导航***100还可以包括光学标记件配置模块301，用于对超声探头和穿刺针进行光学标记件的配置，具体可以在超声探头和穿刺针的尾部配置该光学标记件，从而使得定位模块201能够对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学识别、跟踪及定位。在本实施例中，该光学标记件可以是由3枚或3枚以上主动发光式或反射式光学标记物组成。例如可以是主动发光式LED或反射式小球(其反射光源可以由定位模块201提供)。其中，主动式发光式LED或光源和反射波段优选为红外波段。
在本实施例中，该光学标记件配置模块301还可以获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息。其中，三维标定信息是指光学标记件与超声探头或穿刺针固定后形成刚体，该刚体的三维形状和各部件之间的位置关系，其具体可以通过CAD设计确定。具体的，该三维标定信息可以包括但不限于超声探头成像的起始位置、成像深度、成像分辨率、成像尺寸，超声探头和穿刺针自身的三维形状、各部件之间的位置关系等。
在一个实施例中，如图4所示，该手术导航***100还可以包括目标穿刺区域确定模块401，用于获取对超声图像中目标穿刺区域的标记；还可以根据所述标记确定目标穿刺区域的形状和目标穿刺区域在超声图像中的位置；并根据目标穿刺区域在超声图像中的位置以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离。
在本实施例中，医生可以根据显示的超声图像在超声图像中对目标穿刺区域进行标记，其具体可以通过鼠标键盘或显示屏触摸标记穿刺目标在超声图像中的位置。因此，手术导航***100还可以通过目标穿刺区域确定模块401获取医生对目标穿刺区域的标记，从而根据标记的形状及区域确定目标穿刺区域的形状和目标穿刺区域在超声图像中的位置，进而根据目标穿刺区域在超声图像中的位置以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离，并显示该距离以及对应的轨迹。
在一个实施例中，穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置，包括穿刺针相对超声图像的偏移距离、偏移角度等量化信息。因此，在本实施例中，如图5所示，该手术导航***100还可以包括报警模块501，用于当穿刺针相对超声图像的偏移距离或穿刺针与目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，则发出警报。具体的，其发出警报的方式可以是声音警报、灯光警报等，以达到提醒医生的目的，使得医生能够更加直观地掌握手术的穿刺方向和深度，进一步提高了穿刺的准确度和效率。
本实施例提供的手术导航***，无需单独的超声设备，可适配现有的超声机和超声探头协同工作，并且不改变超声探头的手持方式。因此，该手术导航***将以较小的成本大大提高穿刺手术的准确度和效率。
本发明实施例提供了一种手术导航方法，其执行主体可以是上述的手术导航***，如图6所示，包括如下步骤：
步骤S601，对超声探头和穿刺针配置光学标记件。
在本实施例中，该光学标记件可以是由3枚或3枚以上主动发光式或反射式光学标记物组成。通过在手术前对需要使用的器械如超声探头和穿刺针上配置光学标记件，从而便于后续手术中对超声探头和穿刺针进行光学定位。
步骤S602，获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息。
其中，三维标定信息是指光学标记件与超声探头或穿刺针固定后形成刚体，该刚体的三维形状和各部件之间的位置关系，其具体可以通过CAD设计确定。具体的，该三维标定信息可以包括但不限于超声探头成像的起始位置、成像深度、成像分辨率、成像尺寸，超声探头和穿刺针自身的三维形状、各部件之间的位置关系等。
步骤S603，对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息。
在本实施例中，通过对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，从而获取超声探头和穿刺针位于第一坐标系的三维定位信息。其中，三维定位信息包括超声探头和穿刺针位于第一坐标系中的三维坐标和方向。第一坐标系则是以定位模块201作为参照的坐标系。
在一个具体实施例中，如图7所示，假设定位模块201的坐标轴为xopt,yopt,zopt，则超声探头和穿刺针位于该坐标系的三维定位信息包括：
Pus-m-opt：为在定位模块201的参照系中，超声探头102上安装的光学定位标记1021几何中心的三维坐标，如图7中光学定位标记1021的中心点U0；
Tus-m-cad：为三维CAD设计中，超声探头102的图像采集起始点与其安装的光学定位标记1021几何中心之间的相对位置关系，如图7中T1虚线段(即U0-P0)；
Pus-opt：为在定位模块201的参照系中，超声探头102的图像采集起始点的三维坐标，可以理解为Pus-opt＝Pus-m-opt+Rcad-opt*Tus-m-cad(Rcad-opt为三维CAD设计参照系与定位模块201参照系的坐标变换关系)，如图7中P0点；
Vus-opt：为在定位模块201的参照系中，超声探头102的方向(如箭头所示方向)；
Pnd-m-opt：为在定位模块201的参照系中，穿刺针101上安装的光学定位标记1011的三维坐标，如图7中光学定位标记1011的中心点N0；
Tnd-m-cad：为三维CAD设计中，穿刺针101的针尖与其安装的光学定位标记1011几何中心之间的相对位置关系，如图7中V1线段(即N0-N1)；
Pnd-opt：为在定位模块201的参照系中，穿刺针101的针尖的三维坐标，可以理解为Pnd-opt＝Pnd-m-opt+Rcad-opt*Tnd-m-cad(Rcad-opt为三维CAD设计参照系与定位模块201参照系的坐标变换关系)，如图7中N1点；
Vnd-opt：为在定位模块201的参照系中，穿刺针101的方向(如箭头所示方向)。
步骤S604，获取超声探头实时采集的超声成像数据，其中，超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像。
其中，超声成像数据包括但不限于超声图像、时间戳数据、工作状态数据等。第二坐标系则是以超声图像平面作为参照的坐标系。
步骤S605，根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
具体的，根据对应于第二坐标系的超声图像以及超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，将穿刺针的坐标转换至第二坐标系的超声图像中，从而生成穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
在一个实施例中，如图8所示，假设以超声图像平面800为参照系，其对应的坐标轴为xus,yus,zus，其中yus即为图7中的Vus-opt(即超声探头102的方向)；
O：为超声图像平面参照系的起点，即图7中的Pus-opt点P0(超声探头102的图像采集起始点的三维坐标)，另，超声图像平面800的大小可通过三维标定信息中的超声探头102的成像深度、成像分辨率、成像尺寸确定；
Vnd-us：为在超声图像平面参照系中，穿刺针101的方向，可以理解为Vnd-us＝Vnd-opt-Vus-opt；
T：为在超声图像平面参照系中，穿刺针尖的三维坐标，即图7中的Pnd-opt点，可以理解为T＝Pnd-opt-Pus-opt；
T′：穿刺针尖点T在超声图像平面上的投影；
TT′：为在超声图像平面参照系中，穿刺针尖T与其投影T′的位置关系，其长度即为穿刺针相对超声成像平面的偏移距离；
ET′：为穿刺针在超声图像平面内的投影；
E：为穿刺针在超声图像平面内投影与超声图像平面边缘的交点，可以理解为穿刺针投影ET′进入超声图像平面的进入点；
T′L：穿刺针投影ET'的延长线；
L：穿刺针投影延长线T′L与超声图像平面边缘的交点，可以理解为穿刺针投影及其延长线段EL离开超声图像平面的离开点；
EL：穿刺针在超声图像中的投影及其延长线段，即为穿刺针在超声图像中的轨迹；
C：穿刺针延长线与超声图像平面的交点，位于穿刺针投影延长线T′L上，如图8中灰色叉号；
TCT′：超声图像平面参照系中，穿刺针方向与超声图像平面的夹角，其角度值即为穿刺针相对超声图像平面的偏移角度；
A：穿刺目标区域(如图中圆形区域)在超声图像平面上的几何中心点，其在超声图像平面上的坐标通过图像识别确定(初始位置由人工标记，之后通过图像识别进行位置跟踪)；
AT：为在超声图像平面参照系中，穿刺目标区域几何中心A与穿刺针尖T的位置关系，其长度即为穿刺针尖与穿刺目标区域的距离。
步骤S606，同步显示超声图像以及穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹。
以下通过一个具体的实施例进一步说明本发明，一般在进行手术穿刺导航前，通过光学标记件配置模块在医用超声探头102的尾部安装光学定位标记1021、在医用穿刺针101的尾部安装光学定位标记1011，然后采集、计算并保存超声探头和穿刺针及其光学定位标记的三维标定信息，其中，三维标定信息是指在三维CAD设计中，超声探头和穿刺针及其光学定位标记在CAD中的坐标信息。
在本实施例中，光学标记件配置模块将超声探头和穿刺针及其光学定位标记的三维标定信息传输给定位模块，并在标定完成后进行手术穿刺导航。具体可通过定位模块进行光学定位，即通过采集光学定位标记1011和1021的光学信号，从而根据采集的光学信号解析穿刺针101和超声探头102的三维定位信息，其中，三维定位信息是指穿刺针101和超声探头102在以定位模块为参照系的坐标系中的坐标信息。
同时通过超声成像数据获取模块获取超声探头实时采集的超声成像数据，具体可以包括超声图像、时间戳数据、工作状态数据等。然后通过穿刺针轨迹生成模块根据穿刺针101和超声探头102的三维定位信息以及超声图像，将穿刺针的坐标转换至第二坐标系的超声图像中，其中，第二坐标系是以超声图像为参照的坐标系。从而计算出穿刺针位于超声图像的位置和轨迹，并通过显示模块显示出来。其中，穿刺针位于超声图像的位置和轨迹包括穿刺针相对于超声图像的偏移角度、偏移距离等量化信息。
在本实施例中，还可以在显示的超声图像中标记出目标穿刺区域，从而通过目标穿刺区域确定模块获取该区域的标记，如图9所示的圆形区域M，其中，该区域的形状可以根据实际需要进行不同设置。进而可以根据该标记确定目标穿刺区域在超声图像800中的位置，并结合穿刺针位于第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离。当穿刺针与目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，还可以通过报警模块发出警报。在本实施例中，当穿刺针相对于超声图像的偏移距离小于预设阈值时，也可以通过该报警模块发出警报。从而可以明确指示穿刺方向和深度以及目标穿刺区域的位置，进而有利于手术穿刺准确、快速地完成。
如图9所示，线段ET'与线段T'L组成穿刺针在超声图像平面内的轨迹，叉号C为穿刺针方向与超声图像平面的交点，曲线M为目标穿刺区域的轮廓，该轮廓中的团状阴影即为穿刺目标。当前显示的画面为穿刺针在超声图像平面内的轨迹(即线段EL)穿过了目标穿刺区域(即曲线M)，但预测的穿刺针即将穿过超声图像平面的位置(即叉号C)位于目标区域外，因此可以通过调整穿刺针，使叉号C保持在目标区域(即M)内，同时推进穿刺针直至叉号C与穿刺针尖(即T')相重合，即可完成导航，实现成功穿刺。
在上述实施例中，为了增强显示效果，使得显示结果更加直观，显示模块204中显示的超声图像以及穿刺针位于超声图像中的位置及轨迹可以通过彩色显示，具体的，穿刺针位于超声图像中的轨迹及其延长线可以分别通过不同形状、粗细、或颜色的线段加以区分，从而使得医生可以更加高效的查看手术导航画面。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手术导航方法，其特征在于，包括：
对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，所述三维定位信息包括所述超声探头和穿刺针位于所述第一坐标系中的三维坐标和方向，所述第一坐标系是所述超声探头和穿刺针所在的空间坐标系；
获取所述超声探头实时采集的超声成像数据，所述超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像，所述第二坐标系是以超声图像平面作为参照的坐标系；
根据所述对应于第二坐标系的超声图像以及所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，将所述穿刺针的坐标转换至第二坐标系的超声图像中，生成所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置包括：所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的三维坐标、所述穿刺针相对于所述超声图像的偏移角度以及偏移距离，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的轨迹包括：所述穿刺针在所述超声图像中的投影以及所述穿刺针延长线与所述超声图像平面的交点；
同步显示所述超声图像以及所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹用于指示所述穿刺针的穿刺方向。
2.根据权利要求1所述的手术导航方法，其特征在于，在所述对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位之前，还包括：
对所述超声探头和穿刺针配置光学标记件；
获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息；
所述对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，包括：
根据已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息，对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息。
3.根据权利要求1所述的手术导航方法，其特征在于，还包括：
获取对超声图像中目标穿刺区域的标记；
根据所述标记确定目标穿刺区域的形状和所述目标穿刺区域在所述超声图像中的位置；
根据所述目标穿刺区域在所述超声图像中的位置以及所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在所述超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离；
所述同步显示所述超声图像以及所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，包括：
同步显示所述超声图像、目标穿刺区域的形状和所述目标穿刺区域在所述超声图像中的位置、在所述超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离以及所述穿刺针的位置及轨迹。
4.根据权利要求3所述的手术导航方法，其特征在于，还包括：
若所述穿刺针相对所述超声图像的偏移距离或所述穿刺针与所述目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，则发出警报。
5.一种手术导航***，其特征在于，包括：
定位模块，用于对已配置光学标记件的超声探头和穿刺针进行光学定位，以获取所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，所述三维定位信息包括所述超声探头和穿刺针位于所述第一坐标系中的三维坐标和方向，所述第一坐标系是所述超声探头和穿刺针所在的空间坐标系；
超声成像数据获取模块，用于获取所述超声探头实时采集的超声成像数据，所述超声成像数据中包括对应于第二坐标系的超声图像，所述第二坐标系是以超声图像平面作为参照的坐标系；
穿刺针轨迹生成模块，用于根据所述对应于第二坐标系的超声图像以及所述超声探头和穿刺针相对第一坐标系的三维定位信息，将所述穿刺针的坐标转换至第二坐标系的超声图像中，生成所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置包括：所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的三维坐标、所述穿刺针相对于所述超声图像的偏移角度以及偏移距离，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的轨迹包括：所述穿刺针在所述超声图像中的投影以及所述穿刺针延长线与所述超声图像平面的交点；
显示模块，用于同步显示所述超声图像以及所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹用于指示所述穿刺针的穿刺方向。
6.根据权利要求5所述的手术导航***，其特征在于，还包括：
光学标记件配置模块，用于对所述超声探头和穿刺针配置光学标记件；并获取已配置光学标记件的超声探头和穿刺针的三维标定信息。
7.根据权利要求5所述的手术导航***，其特征在于，还包括：
目标穿刺区域确定模块，用于获取对超声图像中目标穿刺区域的标记；
还用于根据所述标记确定目标穿刺区域的形状和所述目标穿刺区域在所述超声图像中的位置；
还用于根据所述目标穿刺区域在所述超声图像中的位置以及所述穿刺针位于所述第二坐标系的超声图像中的位置及轨迹，确定在所述超声图像中穿刺针与目标穿刺区域的距离。
8.根据权利要求7所述的手术导航***，其特征在于，所述手术导航***还包括：
报警模块，用于当所述穿刺针相对所述超声图像的偏移距离或所述穿刺针与所述目标穿刺区域的距离小于预设阈值时，则发出警报。
9.一种导航设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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