手术导航方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种手术导航方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取拍摄设备对目标对象和手术器械进行拍摄得到的第一二维医学图像，其中，手术器械用于对目标对象进行手术操作；根据手术器械在第一二维医学图像中的位置以及拍摄第一二维医学图像时拍摄设备的位姿数据和手术器械的位姿数据，确定手术器械的坐标系与拍摄设备的坐标系之间的转换关系；获取目标对象的三维医学图像，并对三维医学图像与第一二维医学图像进行图像配准；根据图像配准的结果和转换关系将手术器械的实时位姿数据与和拍摄设备的实时位姿数据与三维医学图像进行融合并显示融合结果。从而实现精准的手术导航。精准的手术导航。精准的手术导航。

【技术实现步骤摘要】
手术导航方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及手术导航
，特别涉及手术导航方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，外科手术取得了巨大的发展，但是对于解剖结构复杂的病变部位来说，手术难度和风险依然很高。以脊柱外科手术为例，脊柱的解剖结构复杂且毗邻重要血管神经，脊柱外科手术中椎弓根螺钉的准确置入，是完成良好矫形的前提，因此精准的植钉操作成为了手术的关键和技术难点。
[0003]手术导引系统可以帮助医疗人员定位病变部位，降低手术难度和风险，越来越多的用于外科手术。然而，传统的手术导引系统精确度有待提高，且需要实时拍摄医学影像来得知病患的病变部位信息以及手术器械的位置，会增加病患受到的辐射剂量。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种手术导航方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术中的不足。
[0005]具体地，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]第一方面，提供一种手术导航方法，包括：
[0007]获取拍摄设备对目标对象和手术器械进行拍摄得到的第一二维医学图像，其中，所述手术器械用于对所述目标对象进行手术操作；
[0008]根据所述手术器械在所述第一二维医学图像中的位置以及拍摄所述第一二维医学图像时所述拍摄设备的位姿数据和所述手术器械的位姿数据，确定所述手术器械的坐标系与所述拍摄设备的坐标系之间的转换关系；
[0009]获取所述目标对象的三维医学图像，并对所述三维医学图像与所述第一二维医学图像进行图像配准；
[0010]根据所述图像配准的结果和所述转换关系将所述手术器械的实时位姿数据与和所述拍摄设备的实时位姿数据与所述三维医学图像进行融合并显示融合结果。
[0011]可选地，对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准，包括：
[0012]基于数字影像重建算法建立与所述三维医学图像对应的二维模拟图像；
[0013]对所述二维模拟图像与所述第一二维医学图像进行图像配准。
[0014]可选地，对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准，包括：
[0015]识别所述第一二维医学图像中所述目标对象所在的第一区域，识别所述三维医学图像中所述目标对象所在的第二区域；
[0016]对所述第一区域与所述第二区域进行图像配准。
[0017]可选地，所述方法还包括：
[0018]根据在所述三维医学图像上选定的手术区域位置、所述图像配准的结果和所述转
换关系规划所述手术器械的移动路径；
[0019]根据所述移动路径将手术器械移动至与所述手术区域位置对应的目标位置处，以对所述目标对象进行手术操作。
[0020]可选地，所述方法还包括：
[0021]在所述手术器械完成手术操作的情况下，触发所述拍摄设备对所述目标对象进行拍摄得到第二二维医学图像；
[0022]根据所述图像配准的结果重建与所述第二二维医学图像相对应的三维模拟图像。
[0023]第二方面，提供一种手术导航装置，包括：
[0024]获取模块，用于获取拍摄设备对目标对象和手术器械进行拍摄得到的第一二维医学图像，其中，所述手术器械用于对所述目标对象进行手术操作；
[0025]确定模块，用于根据所述手术器械在所述第一二维医学图像中的位置以及拍摄所述第一二维医学图像时所述拍摄设备的位姿数据和所述手术器械的位姿数据，确定所述手术器械的坐标系与所述拍摄设备的坐标系之间的转换关系；
[0026]配准模块，用于获取所述目标对象的三维医学图像，并对所述三维医学图像与所述第一二维医学图像进行图像配准；
[0027]融合模块，用于根据所述图像配准的结果和所述转换关系将所述手术器械的实时位姿数据和所述拍摄设备的实时位姿数据与所述三维医学图像进行融合并显示融合结果。
[0028]可选地，在对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准时，所述配准模块用于：
[0029]基于数字影像重建算法建立与所述三维医学图像对应的二维模拟图像；
[0030]对所述二维模拟图像与所述第一二维医学图像进行图像配准。
[0031]可选地，在对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准时，所述配准模块用于：
[0032]识别所述第一二维医学图像中所述目标对象所在的第一区域，识别所述三维医学图像中所述目标对象所在的第二区域；
[0033]对所述第一区域与所述第二区域进行图像配准。
[0034]可选地，所述装置还包括：
[0035]规划模块，用于根据在所述三维医学图像上选定的手术区域位置、所述图像配准的结果和所述转换关系规划所述手术器械的移动路径；
[0036]驱动模块，用于根据所述移动路径将手术器械移动至与所述手术区域位置对应的目标位置处，以对所述目标对象进行手术操作。
[0037]可选地，所述装置还包括：
[0038]触发模块，用于在所述手术器械完成手术操作的情况下，触发所述拍摄设备对所述目标对象进行拍摄得到第二二维医学图像；
[0039]重建模块，用于根据所述图像配准的结果重建与所述第二二维医学图像相对应的三维模拟图像。
[0040]第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器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计算机程序时实现上述任一项所述的手术导航方法。
[0041]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的手术导航方法的步骤。
[0042]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0043]本专利技术实施例中，借助术前获取的三维医学图像，术中拍摄病变部位和手术器械的少量医学图像，可以实现手术器械的位姿、病变部位的位姿和三维医学图像之间的联动配准，对手术器械的实时位姿和病变部位的实时位姿进行跟踪并显示在术前获得的三维医学图像中，对医疗人员的手术操作过程进行指引。术中无需对病变部位以及手术器械进行实时拍摄，即可确定两者之间的位置关系，可以减少病患在术中受到医学图像拍摄的辐射剂量。
[0044]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0045]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0046]图1是本专利技术一示例性实施例示出的一种手术导航系统的结构示意图；
[0047]图2是本专利技术一示例性实施例示出的一种手术导航方法的流程图；
[0048]图3是本专利技术一示例性实施例示出的另一种手术导航方法的流程图；
[0049]图4是本专利技术一示例实施例示出的一种手术导航装置的模块示意图；
[0050]图5是本专利技术一示例实施例示出的一种电子设备的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术导航方法，其特征在于，包括：获取拍摄设备对目标对象和手术器械进行拍摄得到的第一二维医学图像，其中，所述手术器械用于对所述目标对象进行手术操作；根据所述手术器械在所述第一二维医学图像中的位置以及拍摄所述第一二维医学图像时所述拍摄设备的位姿数据和所述手术器械的位姿数据，确定所述手术器械的坐标系与所述拍摄设备的坐标系之间的转换关系；获取所述目标对象的三维医学图像，并对所述三维医学图像与所述第一二维医学图像进行图像配准；根据所述图像配准的结果和所述转换关系将所述手术器械的实时位姿数据与和所述拍摄设备的实时位姿数据与所述三维医学图像进行融合并显示融合结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准，包括：基于数字影像重建算法建立与所述三维医学图像对应的二维模拟图像；对所述二维模拟图像与所述第一二维医学图像进行图像配准。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述第一二维医学图像与所述三维医学图像进行图像配准，包括：识别所述第一二维医学图像中所述目标对象所在的第一区域，识别所述三维医学图像中所述目标对象所在的第二区域；对所述第一区域与所述第二区域进行图像配准。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据在所述三维医学图像上选定的手术区域位置、所述图像配准的结果和所述转换关系规划所述手术器械的移动路径；根据所述移动路径将手术器械移动至与所述手术区域位置对应的目标位置处，以对所述目标对象进行手术操作。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述手术器械完成手术操作的情况下，触发所述拍摄设备对所述目标对象进行拍摄得到第二二维医学图像；根据所述图像配准的结果重建与所述第二二维医学图像相对应的三维模拟图像。6.一种手术导航装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取拍摄设备对目标对象和手术器械进行拍摄得到的第一二维医学图像，其中，所述手术器械用于对所述目标对象进行手术操作；确定模块，用于根据所述手术器械在所述第一二维医学图像中的位置以及拍摄所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何滨，沈丽萍，徐琦，戴维焕，陈汉清，童睿，
申请(专利权)人：杭州三坛医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：