一种微创骨手术导向通道的定位方法技术

本发明专利技术公开了一种微创骨手术导向通道的定位方法，1）设置一可显示于X光照片中的参考点和参考标尺，对包含参考点和参考标尺在内的待手术区域在两个维度上拍X光片；2）根据两次所拍的包含参考点和参考标尺的X光片数据，在每张X光片中确定两个导向点的像素点坐标；3）根据所拍的X光片数据、参考点、参考标尺及导向点数据计算两个导向点的三维坐标，确定两个导向点之间连接所形成的直线即导向通道的位置及方向。本发明专利技术的方法可以快速确定微创骨手术导向通道的位置和走向，只需对患者照2次X光，不需不断多角度拍X光或通过全身扫描进行三维CT重建，以确定导向通道的位置和方向，从而减少X光或CT扫描对医生或患者的辐射，方法简单易行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种定位方法，微创骨手术导向通道的定位方法。
技术介绍
微创骨手术时，各种器械、螺钉（包括椎弓根手术时的固定螺钉）等通常是经一导 向通道进入到人体内的骨手术部位，因此，在手术前需要确定该导向通道的位置和方向，通 常采用多角度的X光或对患者进行全身CT扫描和三维重建的方法，才能确定导向通道的位 置和方向，这种依靠多角度的X光或CT进行定位的方法，一方面，对于患者身体造成较大 辐射；另一方面，使实施该类手术的医生长期处于X光辐射的环境下，对医生的健康极为不 利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种对于微创骨手术导 向通道的定位方法，减少X光或CT扫描对患者或医生的辐射，方法简单易行。 为解决上述技术问题，本专利技术提供： 步骤1)在待手术区域体表设置一可显示于X光中的参考点和参考标尺，对包含参 考点和参考标尺在内的待手术区域在两个维度上拍X光片； 步骤2)将两次所拍的包含参考点0和参考标尺的X光片数据输入计算机中，根据 两次所拍的X光片反映出的手术区域的病灶，在每张X光片中确定a、b两个导向点的像素 点坐标； 步骤3)由计算机根据两次所拍的X光片数据、参考点0和参考标尺及导向点数据 计算a、b两个导向点的三维坐标，根据a、b两个导向点的三维坐标确定两个导向点之间连 接所形成的直线AB，该直线定位了导向通道的位置及方向。 还包括一确定直线AB向外延伸的两个外延点的三维坐标的步骤。 步骤1中，在X、Y方向，X、Z方向或Y、Z方向上拍摄X光片。 步骤2中每张X光片中两个导向点为三维空间中相对应的相同的两个点。 参考点〇的像素点坐标记为（oxl，ozl, oyl, oz2) ;a、b两个导向点的像素点坐标记 为（axl，azl，ayl，az2)、（bxl，bzl，byl，bz2);参考点 0 的三维坐标记为（ox，oy，oz)，则 a、 b两个导向点的三维坐标（ax, ay, az)、（bx, by, bz)为： ax_ox = I X (axl-oxl) bx_ox = I X (bxl-oxl) ay-〇y =IX (ayl-〇yl) by-〇y =IX (byl-〇yl) (I) az_oz = I X (azl-ozl) bz_oz = I X (bzl-ozl) az，-〇z=IX(az2_oz2)bz，-〇z=IX(bz2_oz2)其中，I为根据参考标尺得到的相邻像素点之间的三维空间长度，az为基于正位X 光照片和参考点计算得到的z方向三维坐标，az'为基于侧位X光照片和参考点计算得到 的Z方向三维坐标；两者在实际数值上相等，做均值处理，新的az = az' = (az+az'）/2，并 根据新的az和az'计算新的z方向像素坐标azl和az2;导向点b同理可得。 两个外延点C和D的三维坐标记为（ex, cy,CZ)和（dx, dy, dz)，由式（2)得到相应的外延点C和D在X光片上的像素点坐标（cxl, czl, cyl, cz2)、 (dxl, dzl, dyl, dz2)位置根据参考点0的像素点坐标（oxl, ozl, oyl, oz2)及参考点0的三 维坐标（ox, oy, oz)和式（3)计算得到： I X (cxl-oxl) = cx-〇x I X (dxl-oxl) = dx_ox IX (cyl-〇yl) = cy-〇y IX (dyl-〇yl) = dy-〇y (3) I X (czl-ozl) = cz-oz I X (dzl-ozl) = dz_oz I X (cz2_oz2) = cz-oz I X (dz2_oz2) = dz_oz 其中，I为根据参考标尺得到的相邻像素点之间的三维空间长度； 根据像素点坐标在X光片上标示外延点C和D的位置。 所述计算机具有一触摸式显示屏，通过点击显示屏上显示的X光片确定每张X光 片上的两个导向点的位置。 本专利技术所达到的有益效果： 本专利技术的方法可以快速确定微创骨手术导向通道的位置和走向，只需对患者照2 次X光，不需不断多角度拍X光调整导向通道的位置和方向，或通过全身扫描进行三维CT 重建，以确定导向通道的位置和方向，从而减少X光或CT扫描对医生或患者的辐射，方法简 单易行。【具体实施方式】 下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方 案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。 本专利技术的微创骨手术导向通道的定位方法，包括以下步骤： 步骤1)在待手术区域体表设置一可显示于X光中的参考点和参考标尺，对包含参 考点和参考标尺在内的待手术区域在两个维度上拍X光片； 步骤2)将两次所拍的包含参考点0和参考标尺的X光片数据输入计算机中，根据 两次所拍的X光片反映出的手术区域的病灶，在每张X光片中确定a、b两个导向点的像素 点坐标； 步骤3)由计算机根据两次所拍的X光片数据、参考点及导向点数据计算a、b两个 导向点的三维坐标，根据a、b两个导向点的三维坐标确定两个导向点之间连接所形成的直 线AB，该直线定位了导向通道的位置及方向。本实施例中，计算机具有一触摸式显示屏，通过点击显示屏上显示的每张X光片 确定每张X光片上的两个导向点的位置。 实施例1 本实施例中，可由Matlab软件编程实现本方法的计算。参考点0作为三维空间的 原点，导向点A和导向点B由医生选点，外延点C和D是输出给外部仪器使用的。本方法中 有两套坐标系统，一套是真实的三维坐标（x，y，z)，另一套是描述正位和侧位X光照片像素 点的坐标（xl，zl，yl，z2)。表1中列举了程序中所需数据。 1、通过点击，选择参考点0、导向点A和导向点B，数据如表1 : 表1坐标数据 2、根据参考点0和参考标尺计算出导向点A和导向点B的三维坐标，算法如下（假 定此处的相邻像素点之间的三维空间长度1为1) ax_ox = I X (axl-oxl) bx_ox = I X (bxl-oxl) ay-〇y =IX (ayl-〇yl) by-〇y =IX (byl-〇yl) (I) az_oz = I X (azl-ozl) bz_oz = I X (当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微创骨手术导向通道的定位方法，其特征是，步骤1)在待手术区域体表设置一可显示于X光中的参考点和参考标尺，对包含参考点和参考标尺在内的待手术区域在两个维度上拍X光片；步骤2)将两次所拍的包含参考点O和参考标尺的X光片数据输入计算机中，根据两次所拍的X光片反映出的手术区域的病灶，在每张X光片中确定a、b两个导向点的像素点坐标；步骤3)由计算机根据两次所拍的X光片数据、参考点和参考标尺及导向点数据计算a、b两个导向点的三维坐标，根据a、b两个导向点的三维坐标确定两个导向点之间连接所形成的直线AB，该直线定位了导向通道的位置及方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宗平，徐浩，杨惠林，
申请(专利权)人：苏州博习医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32