CN115486937A - 一种2d图像手术定位导航***及方法 - Google Patents

一种2d图像手术定位导航***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115486937A
CN115486937A CN202211281650.9A CN202211281650A CN115486937A CN 115486937 A CN115486937 A CN 115486937A CN 202211281650 A CN202211281650 A CN 202211281650A CN 115486937 A CN115486937 A CN 115486937A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
image
calibration device
needle inserting
ray calibration
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.)
Pending
Application number
CN202211281650.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李静
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of CN115486937A publication Critical patent/CN115486937A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/505—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of bone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5223—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data generating planar views from image data, e.g. extracting a coronal view from a 3D image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/367—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body creating a 3D dataset from 2D images using position information
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3904—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers specially adapted for marking specified tissue
    • A61B2090/3916—Bone tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3966—Radiopaque markers visible in an X-ray image

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明涉及一种2D图像手术定位导航***及方法，属于医学影像数据处理技术领域。本发明借助于X线标定装置，利用X线标定装置的显影功能和与骨骼位置固定的关系，确定虚拟进针通道相对于X线标定装置的空间位置和延伸方向，并将其发送给混合现实眼镜，将虚拟进针通道位置呈现在混合现实眼镜中。因此，本发明不需要通过数百次的X线透视来构建骨骼的3D影像，只需要包含有X线标定装置的两张X线影像就能够实现手术导航，大大减少了放射剂量，避免了过多X线投射对人体的伤害，具有广阔的应用前景。

Description

一种2D图像手术定位导航***及方法
技术领域
本发明涉及一种2D图像手术定位导航***及方法，属于医学影像数据处理技术领域。
背景技术
在骨科手术中，医生经常需要在骨性通道内置钉，但是肉眼无法直视骨骼内部，并且手术只能对部分骨质进行暴露，因此会造成置钉位置的偏差，严重者会损伤骨骼附近的神经和血管，造成难以估量的后果。目前的3D导航***有助于医生对置钉位置的把握，但是骨骼3D图形的构建意味着患者需要承受数百次的X线透视计量，这会对年轻患者造成无法估计的损伤；另外，现有的3D导航设备需要使用机器人***，这增加了手术费用。例如申请公布号为CN112043382A的专利申请文件，该文件公开了一种外科手术导航***及其使用方法，其中的导航***包括医学图像扫描装置、光学跟踪***、计算机处理装置及控制软件、机器人定位导航***、示踪器及配套标尺工具，其中医学图像扫描装置用于获取手术部位的三维扫描图像，计算机处理装置用于计算三维扫描图像和实时空间数据。上述方案为获取三维扫描图像需要大剂量的X线透视，对人体损伤比较大，且还需借助于机器人***进行定位，增加了手术费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种2D图像手术定位导航***及方法，以解决目前采用3D导航***进行手术定位时的费用高、对人体损伤大的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种2D图像手术定位导航***，该导航***包括X线标定装置、医学影像拍摄装置、混合现实眼镜、光学跟踪相机和处理器；所述X线标定装置用于固定在手术部位的设定范围内；所述医学影像拍摄装置用于拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像，这两张的拍摄角度大于等于设定角度，并将拍摄到的影像发送给处理器，其中一张为骨骼的正位X线影像，一张为骨骼的侧位X线影像；所述光学跟踪相机用于获取X线标定装置和混合现实眼镜的空间坐标并发送给处理器；所述处理器用于根据接收到的正、侧位X线影像规划虚拟进针通道在X线影像中的位置，包括进针点和终点，并根据虚拟进针通道的进针点和终点相对于X线标定装置的2维参数和X线标定装置的空间坐标计算出虚拟进针通道的3维空间位置，并将虚拟进针通道的空间位置发送给混合现实眼镜；所述混合现实眼镜用于呈现虚拟进针通道的空间位置图像。
本发明借助于X线标定装置，利用X线标定装置的显影功能和与骨骼位置关系固定的原理，通过两张不同角度的包含有X线标定装置的骨骼X线影像实现对虚拟进针通道位置的规划和空间位置计算。因此，本发明不需要通过数百次的X线透视或高放射剂量的CT来构建骨骼的3D影像，只需要2次透视就能够实现手术导航功能，大大减少了放射剂量，避免了过多X线投射对人体的伤害，具有广阔的应用前景。为了方便医生看到虚拟进针通道的位置，所述的导航***还包括混合现实眼镜，在混合现实眼镜中将虚拟进针通道相对于X线标定装置的位置和方向显示出来，使得医生能够准确、直观的看到规划好的通道。
进一步地，为了更好地实现X线标定装置的标定作用，所述的X线标定装置包括至少三个显影标记物，各显影标记物均固定设置在基体上，该X线标定装置的正位影像和侧位影像中的各显影标记物之间均不重叠。
进一步地，各显影标记物的结构相同或者不同。
进一步地，所述的显影标记物为球形结构。
本发明的X线标定装置采用多个显影标记物，使各显影标记物在X线标定装置的正位影像和侧位影像中均不重叠，进而使得医生通过正、侧位两张X线图像，就能够对其空间姿态进行准确判断，为进针通道规划提供准确的依据。
进一步地，所述的医学影像拍摄装置为G臂机或C臂机。
本发明还提供了一种2D图像手术定位导航方法，该方法包括以下步骤：
1)在手术部位的设定范围内固定X线标定装置，该X线标定装置用于对X线进行显影；
2)拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像，一张为骨骼的正位X线影像，一张为骨骼的侧位X线影像，两张的拍摄角度大于等于设定角度；
3)利用光学跟踪相机获取X线标定装置和混合现实眼镜的空间坐标；
4)在获得的正、侧位X线影像上规划虚拟进针通道在2维X线影像中的位置，包括进针点和终点，并根据虚拟进针通道的进针点和终点相对于X线标定装置的2维参数和X线标定装置的空间坐标计算出虚拟进针通道的3维空间位置；
5)将规划出的虚拟进针通道的空间位置发送给混合现实眼镜，在混合现实眼镜上显示虚拟进针通道的空间图像。
本发明的导航方法借助于X线标定装置，利用X线标定装置的显影功能和与骨骼位置关系固定的原理，通过两张不同角度的包含有X线标定装置的骨骼X线影像实现对虚拟进针通道位置的规划和空间位置计算。因此，本发明不需要通过数百次的X线透视或高放射剂量的CT来构建骨骼的3D影像，只需要2次透视就能够实现手术导航功能，大大减少了放射剂量，避免了过多X线透射对人体的伤害，具有广阔的应用前景。为了方便医生看到虚拟进针通道的位置，将确定出的虚拟进针通道相对于X线标定装置的空间位置和方向发送给混合现实眼镜，将虚拟进针通道相对于X线标定装置的位置和方向显示出来，使得医生能够准确、直观的看到规划好的虚拟通道。
进一步地，为了更好地实现X线标定装置的标定作用，所述的X线标定装置包括至少三个显影标记物，各显影标记物均固定设置在基体上，该X线标定装置的正位影像和侧位影像中的各显影标记物之间均不重叠。
进一步地，各显影标记物的结构相同或者不同。
进一步地，所述的显影标记物为球形结构。
本发明的X线标定装置采用多个显影标记物，使各显影标记物在X线标定装置的正位影像和侧位影像中均不重叠，进而使得医生通过正、侧位两张X线图像，就能够对其空间姿态进行准确判断，为进针通道规划提供准确的依据。
进一步地，所述步骤2)采用医学影像拍摄装置进行X线影像拍摄，医学影像拍摄装置为G臂机或C臂机。
附图说明
图1是本发明2D图像手术定位导航***的结构框图；
图2是本发明2D图像手术定位导航方法的流程图；
图3-a是本发明实施例中所采用的X线标定装置的结构示意图；
图3-b是本发明实施例中所采用的X线标定装置的侧方角示意图；
图4-a是本发明实施例中的正位X线影像以及规划出的虚拟通道示意图；
图4-b是本发明实施例中的侧位X线影像以及规划出的虚拟通道示意图；
图5是本发明实施例中MR眼镜中显示的虚拟进针通道位置关系示意图；
其中1为X线标定装置，2为医学影像拍摄装置，3为MR眼镜，4为光学跟踪相机，5术区表面结构(例如人体皮肤或切口表面)，6为规划出的虚拟进针通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
***实施例
本发明的2D图像手术定位导航***如图1所示，包括X线标定装置1、医学影像拍摄装置2、混合现实眼镜3、光学跟踪相机4和处理器，处理器连接医学影像拍摄装置、混合现实眼镜和光学跟踪相机，X线标定装置用于固定在待定位的骨骼附近，能够对X线进行显影；医学影像拍摄装置用于拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像；光学跟踪相机用于获取X线标定装置和混合现实眼镜的空间坐标并发送给处理器；处理器用于根据拍摄的正、侧位X线影像规划虚拟通道的进针位置和方向。
X线标定装置包括至少包括三个显影标记物，各显影标记物均固定设置在基体上，该X线标定装置的正位影像和侧位影像中的各显影标记物之间均不重叠。其中显影标记物采用显影材料，如金属、陶瓷等，基体采用非显影材料，如塑料等。各显影标记物可采用相同的结构，也可采用不同的结构，例如，可采用球形结构或者立体的字母结构。基体可采用多个延伸的分支结构，各显影标记物分别设置在对应的分支结构上，为了保证X线标定装置能够起到定位的作用，需要保证X线标定装置在正位影像和侧位影像中的各显影标记物均不重叠，可通过使两个相邻的分支结构之间的角度不同，也可将显影标记物的高度设置成不同。
对本实施例而言，如图3-a所示，X线标定装置包括四个显影标记物，均为球形，四个延伸分支之间的角度均不同相同，其中的正视图如图3-a所示，侧视图如图3-b所示。从中可以看出，两附图中的四个显影标记物均不重叠。作为其他实施方式，显影标记物也可采用其他结构，例如，可采用立体字母形的显影标记物，分别设置在四个基体的四个延伸分支上。作为其他实施方式，一个X线标定装置中的显影标记物既可以是字母结构，也可是其他立体结构。
为了保证骨骼和X线标定装置之间的相对位置关系固定，X线标定装置需要固定在待定位骨骼附近的骨骼结构上。医学影像拍摄装置采用了G臂机或者C臂机等医学X线显影设备，本实施例可采用G臂机，通过G臂机对固定有X线标定装置的骨骼进行拍照，这样拍摄出来的X线影像中既包含有骨骼影像，又包含有显影标记物的影像；为了确保能够准确描述规划的虚拟进针通道和X线标定装置之间的位置关系，需要拍摄两张不同角度的X线影像，其中一张为骨骼正位X线影像，一张为骨骼侧位X线影像，两张的拍摄角度大于等于设定角度，本发明中的设定角度为45°即两张影像的拍摄角度≥45°，例如，为了方便计算，本实施例中正位X线影像和侧位X线影像的拍摄角度为90°。本实施例中得到骨骼正位X线影像如图4-a所示，骨骼侧位X线影像如图4-b所示。
光学跟踪相机用于获得X标定装置和MR眼镜的的空间位置，并发送给处理器，处理器采用一般的数据处理设备即可，例如电脑等，首先在骨骼正位X线影像上确定出虚拟通道的进针点，一般是由医生根据骨骼正位X线影像中骨骼的影像确定的，该虚拟进针位置为影像中的二维位置；然后在骨骼侧位X线影像对进针位置进行规划，可以称之为A点，同样的方法，在正、侧位X线影像上规划出进针的终点，称之为B点，根据A、B两点在2维影像图片上相对于X线标记物的参数信息计算出其3维空间相对位置，然后根据空间中两点决定一条直线的原理确定出虚拟进针通道的进针位置和延伸方向。
其中虚拟进针通道的长度和直径是医生提前设定的。假设本实施例中需要规划一个直径为1cm、长度为10cm的圆形通道，则需要医生在处理器上根据要求在X射线影像中规划该通道的起始位置和终点位置。对本实施例而言，如图4-a和图4-b所示，在包含有X线标定装置的骨骼正位X线影像和骨骼侧位X线影像上医生可根据实际情况进行虚拟进针通道的规划，确定出虚拟进针通道的进针位置和终点位置，将两点连成一条直线就是规划出的虚拟进针通道。如图4-a和图4-b所示，规划处的虚拟进针通道空间位置从两张X线影像图中获得，如图中的柱状通道，即规划出的虚拟进针通道可用与X线标定装置的相对位置关系来描述，X线标定装置和混合现实眼镜的空间位置数据由光学跟踪相机获得并发送给处理器。
为了方便医生比较直观的看到虚拟通道的位置，本发明将规划出的虚拟通道相对于X线标定装置的位置和延伸方向发送给混合现实眼镜，如图5所示，这样，医生在进行手术时通过MR眼镜就可以看到规划好的虚拟进针通道了。
通过本发明的定位***，医生可以根据MR眼镜上显示的通道位置进行微创手术了，不需要通过3D导航设备将骨骼的完整影像构建出来，借助于X线标定装置，只需要两张X线影像就能够实现手术导航，大大减少了放射剂量，避免了过多X线投射对人体的伤害，具有广阔的应用前景。
方法实施例
本发明的定位导航方法实现流程如图2所示，首先需要在待定位骨骼上固定X线标定装置；然后拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像；再根据接收到的包含有X线标定装置的显影图像规划出虚拟进针通道的起始位置和延伸方向，最后将规划好的虚拟进针通道相对于X线标定装置的起始位置和延伸方向发送给MR眼镜，将规划好的虚拟进针通道在MR眼镜上进行显示。该方法的具体实现过程已在***实施例中进行了详述，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种2D图像手术定位导航***，其特征在于，该导航***包括X线标定装置、医学影像拍摄装置、混合现实眼镜、光学跟踪相机和处理器；所述X线标定装置用于固定在手术部位的设定范围内；所述医学影像拍摄装置用于拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像，这两张的拍摄角度大于等于设定角度，并将拍摄到的影像发送给处理器，其中一张为骨骼的正位X线影像，一张为骨骼的侧位X线影像；所述光学跟踪相机用于获取X线标定装置和混合现实眼镜的空间坐标并发送给处理器；所述处理器用于根据接收到的正、侧位X线影像规划虚拟进针通道在X线影像中的位置，包括进针点和终点，并根据虚拟进针通道的进针点和终点相对于X线标定装置的2维参数和X线标定装置的空间坐标计算出虚拟进针通道的3维空间位置，并将虚拟进针通道的空间位置发送给混合现实眼镜；所述混合现实眼镜用于呈现虚拟进针通道的空间位置图像。
2.根据权利要求1所述的2D图像手术定位导航***，其特征在于，所述的X线标定装置包括至少三个显影标记物，各显影标记物均固定设置在基体上,该X线标定装置的正位影像和侧位影像中的各显影标记物之间均不重叠。
3.根据权利要求2所述的2D图像手术定位导航***，其特征在于，各显影标记物的结构相同或者不同。
4.根据权利要求2所述的2D图像手术定位导航***，其特征在于，所述的显影标记物为球形结构。
5.根据权利要求1所述的2D图像手术定位导航***，其特征在于，所述的医学影像拍摄装置为G臂机或C臂机。
6.一种2D图像手术定位导航方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)在手术部位的设定范围内固定X线标定装置，该X线标定装置用于对X线进行显影；
2)拍摄两张不同角度的包含有X线标定装置在内的待定位骨骼的X线影像，一张为骨骼的正位X线影像，一张为骨骼的侧位X线影像，两张的拍摄角度大于等于设定角度；
3)利用光学跟踪相机获取X线标定装置和混合现实眼镜的空间坐标；
4)在获得的正、侧位X线影像上规划虚拟进针通道在2维X线影像中的位置，包括进针点和终点，并根据虚拟进针通道的进针点和终点相对于X线标定装置的2维参数和X线标定装置的空间坐标计算出虚拟进针通道的3维空间位置；
5)将规划出的虚拟进针通道的空间位置发送给混合现实眼镜，在混合现实眼镜上显示虚拟进针通道的空间图像。
7.根据权利要求6所述的2D图像手术定位导航方法，其特征在于，所述的X线标定装置包括至少三个X线显影标记物，各显影标记物均固定设置在基体上，该X线标定装置的正位影像和侧位影像中的各显影标记物之间均不重叠。
8.根据权利要求7所述的2D图像手术定位导航方法，其特征在于，各显影标记物的结构相同或者不同。
9.根据权利要求7所述的2D图像手术定位导航方法，其特征在于，所述的显影标记物为球形结构。
10.根据权利要求6所述的2D图像手术定位导航方法，其特征在于，所述步骤2)采用医学影像拍摄装置进行X线影像拍摄，医学影像拍摄装置为G臂机或C臂机。
CN202211281650.9A 2022-02-18 2022-10-19 一种2d图像手术定位导航***及方法 Pending CN115486937A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2022101519759 2022-02-18
CN202210151975.9A CN114533267A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种2d图像手术定位导航***及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115486937A true CN115486937A (zh) 2022-12-20

Family

ID=81676428

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210151975.9A Pending CN114533267A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种2d图像手术定位导航***及方法
CN202211281650.9A Pending CN115486937A (zh) 2022-02-18 2022-10-19 一种2d图像手术定位导航***及方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210151975.9A Pending CN114533267A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种2d图像手术定位导航***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN114533267A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
CN114533267A (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7204663B2 (ja) 慣性計測装置を使用して手術の正確度を向上させるためのシステム、装置、及び方法
US20240111392A1 (en) Method and apparatus for image-based navigation
US20210022809A1 (en) Robotic fluoroscopic navigation
CN107468350B (zh) 一种三维图像专用标定器、手术定位***及定位方法
Fichtinger et al. Image overlay guidance for needle insertion in CT scanner
US20080221520A1 (en) Positioning System for Percutaneous Interventions
US20060036162A1 (en) Method and apparatus for guiding a medical instrument to a subsurface target site in a patient
US20220378526A1 (en) Robotic positioning of a device
CN111970986A (zh) 用于执行术中指导的***和方法
KR100726022B1 (ko) 복수의 2차원 영상을 이용한 3차원 수술공간 계측 시스템및 그 방법
CN113316429A (zh) 用于在坐标系之间配准和导航的***和方法
US20220361959A1 (en) System and Method for Computation of Coordinate System Transformations
EP3295887B1 (en) Robotic fluoroscopic navigation
CN110215285A (zh) 手术导航的纠偏方法及***
US20210045813A1 (en) Systems, devices, and methods for surgical navigation with anatomical tracking
WO2023107384A1 (en) Image guided robotic spine injection system
US20230081244A1 (en) Computer assisted surgical navigation system for spine procedures
Adams et al. An optical navigator for brain surgery
CN115486937A (zh) 一种2d图像手术定位导航***及方法
Fichtinger et al. Needle insertion in CT scanner with image overlay–cadaver studies
CN112107366A (zh) 一种混合现实超声导航***
US20240074819A1 (en) Robotic fluoroscopic navigation
US11389250B2 (en) Position detection system by fiber Bragg grating based optical sensors in surgical fields

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination