一种下颌骨切削手术的数字化引导系统技术方案

本发明专利技术公开了一种下颌骨切削手术的数字化引导系统，主要用于精确观测手术器械与下颌骨手术部位的相对位姿，降低手术难度，提高手术质量。通过视觉跟踪仪同时观察手术器械和下颌骨，通过手术器械末端和下颌骨手术部位的相对位置关系，并将之可视化显示到显示屏上，通过视觉跟踪仪监控下颌骨的位姿变化，实时修正VR中下颌骨的三维模型的位姿，不仅可以精确比对术中实际切割位置与术前规划切割位置的一致性，还可以解决下颌骨切削手术中手术视野狭窄、不便直视观察以及无法精确决定手术器械与下颌骨相对位姿的问题，可量化实施手术与规划手术的误差，从而提高手术质量。

【技术实现步骤摘要】
一种下颌骨切削手术的数字化引导系统
本专利技术涉及计算机辅助医疗
，尤其涉及一种下颌骨切削手术的数字化引导系统。
技术介绍
目前，计算机辅助医疗已成为医疗手术的一种趋势。现有的下颌骨切削手术中，首先，通过CT获取受术者颅骨的三维影像，重构下颌骨的整体三维模型；然后，将下颌骨模型3D打印出物理模型，在物理模型上对两侧颊位需切削处进行手术规划，画出手术切割修整轨迹；最后，在物理模型上进行验证后，对受术者进行实际手术。在实际手术过程中，不能破坏受术者的外在容颜或皮肤，只能通过口腔内部通过剥离牙龈露出待手术部位，然后手持手术器械进行手术操作。上述下颌骨切削手术存在如下缺陷：(1)由于下颌骨特殊的手术部位、手术通路以及手术器械的存在，使医生的观察视野、观察角度受到较大限制，只能凭经验和有限观察来确定手术器械与颌骨的相对位置，这容易出现大的误差甚至失误；(2)由于缺乏精确的测量手段，无法保证左侧颊骨与右侧颊骨手术轨迹的对称性，因而常导致术后颌骨不对称或对称度有限；(3)术前的CT影像只用于建立颅骨或下颌骨的三维几何模型，术中医生不能观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下颌骨切削手术的数字化引导系统，其特征在于，包括：全局相机支架(1)、与所述全局相机支架(1)固定连接的视觉跟踪仪(2)、与所述视觉跟踪仪(2)电性连接的图形工作站(3)、粘贴在手术器械上的手术器械光学跟踪标记(4)以及固定连接在下颌骨牙齿上的牙齿固定连接标记(5)；其中，/n所述全局相机支架(1)用于支撑固定所述视觉跟踪仪(2)并调整所述视觉跟踪仪(2)的视角方向；/n所述视觉跟踪仪(2)用于在手术过程中，通过检测跟踪所述手术器械光学跟踪标记(4)实现对手术器械的位姿的检测跟踪，通过检测跟踪所述牙齿固定连接标记(5)实现对下颌骨的位姿的检测跟踪，并将手术器械的位姿检测跟踪信息和下颌骨...

【技术特征摘要】
1.一种下颌骨切削手术的数字化引导系统，其特征在于，包括：全局相机支架(1)、与所述全局相机支架(1)固定连接的视觉跟踪仪(2)、与所述视觉跟踪仪(2)电性连接的图形工作站(3)、粘贴在手术器械上的手术器械光学跟踪标记(4)以及固定连接在下颌骨牙齿上的牙齿固定连接标记(5)；其中，
所述全局相机支架(1)用于支撑固定所述视觉跟踪仪(2)并调整所述视觉跟踪仪(2)的视角方向；
所述视觉跟踪仪(2)用于在手术过程中，通过检测跟踪所述手术器械光学跟踪标记(4)实现对手术器械的位姿的检测跟踪，通过检测跟踪所述牙齿固定连接标记(5)实现对下颌骨的位姿的检测跟踪，并将手术器械的位姿检测跟踪信息和下颌骨的位姿检测跟踪信息发送给所述图形工作站(3)；
所述图形工作站(3)，用于运行医学影像处理软件，将下颌骨的医学CT扫描图像生成下颌骨的三维模型；运行下颌骨切削手术医学影像导航IGS软件，在VR显示环境中导入和显示下颌骨的三维模型、手术切割方案和虚拟手术器械；通过所述牙齿固定连接标记(5)将真实视觉空间与医学影像空间进行注册配准；根据接收的手术器械的位姿检测跟踪信息，更新虚拟手术器械的位姿，根据接收的下颌骨的位姿检测跟踪信息，更新下颌骨的三维模型的位姿。


2.如权利要求1所述的下颌骨切削手术的数字化引导系统，其特征在于，还包括：与图形工作站(3)电性连接的电磁跟踪仪(6)；
所述电磁跟踪仪(6)用于在手术过程中监测下颌骨的位姿变化，并将下颌骨的位姿变化信息发送给所述图形工作站(3)；其中，在手术过程中下颌骨位于所述电磁跟踪仪的工作范围内；
所述图形工作站(3)用于综合接收的下颌骨的位姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟偲，李曲恒，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11