手术导向模型、头戴可穿戴设备辅助手术导航系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种手术导向模型、头戴可穿戴设备辅助手术导航系统及方法，所述头戴可穿戴设备包括：图像采集模块，用于通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，其中，图像数据中包括设置于患者手术位置的手术导向模型；图像处理模块，用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置，根据手术导向模型位置和手术工具位置将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型和所述图像数据一同向医生显示；定位导航模块，用于确定所述手术导向模型与所述手术工具的相对位置是否满足预设条件，若是，向医生反馈导航完成信息，本发明专利技术可保证治疗计划的正确实施。

【技术实现步骤摘要】
手术导向模型、头戴可穿戴设备辅助手术导航系统及方法
本专利技术涉及可穿戴医疗设备
，尤其涉及一种手术导向模型、头戴可穿戴设备辅助手术导航系统及方法。
技术介绍
现有技术中，放射治疗(放疗)是针对肿瘤的重要治疗方法之一。为了最大限度地减少放疗副反应以及放疗对正常组织的损伤，开发出放射性粒子植入治疗技术(以下简称粒子植入)。附着医疗技术的发展，目前的粒子植入手术临床上，可以通过医学成像设备对患者扫描得到医学扫描数据，例如CT扫描数据和MRI扫描数据。医生可根据医学扫描数据勾画肿瘤病灶区域和植入粒子的治疗靶区，并制定治疗计划。该治疗计划可包括植入粒子的穿刺针的穿刺位置、深度、角度和植入粒子数量等，根据治疗计划可设计得到手术导向模型，根据手术导向模型的三维数据通过3D打印等成型技术可得到手术导向模型。通过手术导向模型引导医生进行穿刺针的穿刺和植入粒子，相对于传统的依靠经验插入穿刺针，该放疗方式的效率和准确率均有所提升。但是手术导向模型只能引导医生施针，对于穿刺针是否已经穿刺到位，医生无法直接观察到，也无法确定穿刺针是否已经穿刺到位，仍需要通过经验判断或者在粒子植入后通过CT扫描判断是否穿刺到位，从而导致粒子植入手术的准确率和效率降低。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种头戴可穿戴设备辅助手术导航系统，通过虚拟现实技术跟踪医生的粒子植入手术过程并保证治疗计划的正确实施。本专利技术的另一个目的在于提供一种手术导向模型。本专利技术的再一个目的在于提供一种头戴可穿戴设备辅助手术导航方法。本专利技术的还一个目的在于提供一种计算机设备。本专利技术的还一个目的在于提供一种可读介质。为了达到以上目的，本专利技术一方面公开了一种头戴可穿戴设备辅助手术导航系统，所述头戴可穿戴设备包括：图像采集模块，用于通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，其中，图像数据中包括设置于患者手术位置的手术导向模型；图像处理模块，用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置，根据手术导向模型位置和手术工具位置将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型和所述图像数据一同向医生显示；定位导航模块，用于确定所述手术导向模型与所述手术工具的相对位置是否满足预设条件，若是，向医生反馈导航完成信息。优选的，进一步包括定位标定模块，所述定位标定模块包括：激光发生装置，用于形成照射至患者体表的激光标记线；定位标记，用于设于患者体表的激光标记线上以定位所述手术导向模型位置的定位标记。优选的，所述手术工具上设有移动标记；所述图像处理模块具体用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中定位标记和移动标记的位置并分别作为所述手术导向模型位置和手术工具位置。优选的，所述手术导向模型上形成有与所述激光标记线至少部分相同的定位线和与所述定位标记匹配嵌套的定位孔。优选的，所述手术导向模型的形状与患者手术部位相匹配，所述手术工具为穿刺针，所述手术导向模型上进一步设有至少一个导向柱，所述导向柱中央形成有便于穿刺针贯穿插入的中空部。优选的，进一步包括手术数据采集装置，用于获取患者扫描数据，根据医生输入的手术信息形成治疗计划，根据所述治疗计划形成预设手术数据，其中，所述预设手术数据包括手术导向模型和手术工具的三维模型数据和所述预设条件。优选的，所述图像处理模块进一步用于根据患者扫描数据形成手术位置三维模型，根据手术导向模型位置将所述手术位置三维模型和所述图像数据一同向医生显示。优选的，所述图像处理模块进一步用于根据医生输入的模型确认信息基于预设显示模式显示所述图像数据；所述预设显示模式包括删除所述图像数据、隐藏所述图像数据和显示预设透明度的所述图像数据的至少之一。本专利技术还公开了一种手术导向模型，包括形状与患者手术部位相匹配的手术导向模型，所述手术导向模型上设有至少一个导向柱，所述导向柱中央形成有便于穿刺针贯穿插入的中空部；所述手术导向模型上形成有与照射在患者体表的激光标记线至少部分相同的定位线和与设于激光标记线上以定位手术导向模型位置的定位标记匹配嵌套的定位孔。本专利技术还公开了一种头戴可穿戴设备辅助手术导航方法，包括：通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，其中，图像数据中包括设置于患者手术位置的手术导向模型；通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置，根据手术导向模型位置和手术工具位置将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型和所述图像数据一同向医生显示；确定所述手术导向模型与所述手术工具的相对位置是否满足预设条件，若是，向医生反馈导航完成信息。优选的，进一步在通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，之前：形成激光标记线并照射至患者体表；在患者体表的激光标记线上设置定位所述手术导向模型位置的定位标记。优选的，所述手术工具上设有移动标记；所述通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置具体包括：通过图像识别技术识别得到所述图像数据中定位标记和移动标记的位置并分别作为所述手术导向模型位置和手术工具位置。优选的，所述手术导向模型上形成有与所述激光标记线至少部分相同的定位线和与所述定位标记匹配嵌套的定位孔。优选的，所述手术导向模型的形状与患者手术部位相匹配，所述手术工具为穿刺针，所述手术导向模型上进一步设有至少一个导向柱，所述导向柱中央形成有便于穿刺针贯穿插入的中空部。优选的，进一步包括在通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，之前：获取患者扫描数据；根据医生输入的手术信息形成治疗计划；根据所述治疗计划形成预设手术数据，其中，所述预设手术数据包括手术导向模型和手术工具的三维模型数据和所述预设条件。优选的，进一步包括：根据患者扫描数据形成手术位置三维模型，根据手术导向模型位置将所述手术位置三维模型和所述图像数据一同向医生显示。优选的，进一步包括：根据医生输入的模型确认信息基于预设显示模式显示所述图像数据，所述预设显示模式包括删除所述图像数据、隐藏所述图像数据和显示预设透明度的所述图像数据的至少之一。本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。本专利技术还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法。本专利技术通过头戴可穿戴设备采集患者手术图像的图像数据，其中，患者待植入粒子的位置设置有手术导向模型，则采集得到的图像数据中包括手术导向模型的图像。进一步通过图像识别技术识别图像数据中的手术导向模型和医生手持的手术工具的位置，将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型叠加在图像数据上与图像数据一同向医生显示，医生可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴可穿戴设备辅助手术导航系统，其特征在于，所述头戴可穿戴设备包括：/n图像采集模块，用于通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，其中，图像数据中包括设置于患者手术位置的手术导向模型；/n图像处理模块，用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置，根据手术导向模型位置和手术工具位置将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型和所述图像数据一同向医生显示；/n定位导航模块，用于确定所述手术导向模型与所述手术工具的相对位置是否满足预设条件，若是，向医生反馈导航完成信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种头戴可穿戴设备辅助手术导航系统，其特征在于，所述头戴可穿戴设备包括：
图像采集模块，用于通过图像采集装置采集患者手术图像的图像数据，其中，图像数据中包括设置于患者手术位置的手术导向模型；
图像处理模块，用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中的手术导向模型位置和医生手持的手术工具的手术工具位置，根据手术导向模型位置和手术工具位置将预设的手术导向模型和手术工具的三维模型和所述图像数据一同向医生显示；
定位导航模块，用于确定所述手术导向模型与所述手术工具的相对位置是否满足预设条件，若是，向医生反馈导航完成信息。


2.根据权利要求1所述的辅助手术导航系统，其特征在于，进一步包括定位标定模块，所述定位标定模块包括：
激光发生装置，用于形成照射至患者体表的激光标记线；
定位标记，用于设于患者体表的激光标记线上以定位所述手术导向模型位置的定位标记。


3.根据权利要求2所述的辅助手术导航系统，其特征在于，所述手术工具上设有移动标记；
所述图像处理模块具体用于通过图像识别技术识别得到所述图像数据中定位标记和移动标记的位置并分别作为所述手术导向模型位置和手术工具位置。


4.根据权利要求2所述的辅助手术导航系统，其特征在于，所述手术导向模型上形成有与所述激光标记线至少部分相同的定位线和与所述定位标记匹配嵌套的定位孔。


5.根据权利要求1所述的辅助手术导航系统，其特征在于，所述手术导向模型的形状与患者手术部位相匹配，所述手术工具为穿刺针，所述手术导向模型上进一步设有至少一个导向柱，所述导向柱中央形成有便于穿刺针贯穿插入的中空部。


6.根据权利要求1所述的辅助手术导航系统，其特征在于，进一步包括手术数据采集装置，用于获取患者扫描数据，根据医生输入的手术信息形成治疗计划，根据所述治疗计划形成预设手术数据，其中，所述预设手术数据包括手术导向模型和手术工具的三维模型数据和所述预设条件。


7.根据权利要求6所述的辅助手术导航系统，其特征在于，所述图像处理模块进一步用于根据患者扫描数据形成手术位置三维模型，根据手术导向模型位置将所述手术位置三维模型和所述图像数据一同向医生显示。


8.根据权利要求7所述的辅助手术导航系统，其特征在于，所述图像处理模块进一步用于根据医生输入的模型确认信息基于预设显示模式显示所述图像数据；
所述预设显示模式包括删除所述图像数据、隐藏所述图像数据和显示预设透明度的所述图像数据的至少之一。


9.一种手术导向模型，其特征在于，所述手术导向模型的形状与患者手术部位相匹配，所述手术导向模型上设有至少一个导向柱，所述导向柱中央形成有便于穿刺针贯穿插入的中空部；
所述手术导向模型上形成有与照射在患者体表的激光标记线至少部分相同的定位线和与设于激光标记线上以定位手术导向模型位置的定位标记匹配嵌套的定位孔。


10.一种头戴可穿戴设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，孙兴华，
申请(专利权)人：李硕，北京启麟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11