利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法及应用技术

本发明专利技术公开了利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法。利用3D

【技术实现步骤摘要】
利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法及应用


[0001]本专利技术涉及混合现实技术，具体涉及利用3D
‑
Slicer技术、合成相机软件及3D查看器，精确定位脑内血肿的方法及应用。

技术介绍

[0002]脑出血是由脑血管破裂引起的急性重症。是神经外科常见病，对于基层医院，是神经外科的常见急症，现脑出血手术方式都在向精准微创方向发展。
[0003]神经外科常用的精准定位方式包括立体定向，神经导航，3D打印技术等。这些手术方式都取得了良好的手术效果。通过这些技术可以精准定位血肿，明确手术路径；可以最大程度减少对脑组织的损伤同时完全清除血肿。
[0004]但脑出血作为神经外科急重症，急诊患者常意识不清伴有头部不配合的摆动，致使CT检查时无法保持眶耳基线为基本线行CT扫描且无法行体表标记，从而致使血肿标记困难。大部分基层医院没有昂贵的立体定向，神经导航设备或3D打印设备，致使术者无法在手术前和手术中准确判断血肿位置。即使有导航等血肿定位设备，但因急诊CT无法精细扫描致使设备无法准确定位。脑出血患者为急诊危重病人，需急诊行手术治疗；如果通过标记体表，增加CT层数，导入导航设备来标记血肿，将占用太多抢救时间。
[0005]为了抢救脑出血患者，就需要寻找到一个快速、准确、廉价的定位方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的一个技术问题是在无精细扫描和定位的急诊CT下，实现血肿裸眼3D展示，以达到急重症脑出血患者脑内血肿术前快速标记和定位，同时实现术中观察血肿位置、方向、血肿穿刺角度等。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法，包括如下步骤：S1，对患者进行常规行急诊头部CT平扫；S2，将扫描的CT影像转换成DICOM格式图片；S3，将S2中转换好格式的图片导入3D
‑
Slicer软件中；S4，通过3D
‑
Slicer软件制作出颅骨、血肿和头皮的3D模型；S5，在头皮的3D模型中标记血肿范围；S6，保存标记有血肿范围的头皮图片；S7，将患者手术侧头皮网格标记；S8，采集网格标记后的头皮图片；S9，将S6中的图片和S8中的图片进行融合，实现S6中3D模型的头皮图片血肿重叠到S8中患者头皮图片网格线上，精准标记出血肿范围；S10，通过3D
‑
Slicer软件导出血肿与颅骨3D模型；S11，通过3D查看器查看；S12，通过混合现实技术实现颅骨、血肿与患者的头部匹配，进而定位血肿。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述S11中，3D查看器为微软windows10操作系统自带的3D查看器。
[0009]作为本专利技术的更进一步改进，所述S12中，混合现实技术包括通过摄像头对患者头部进行摄录，同时将3D查看器的内容和摄像头的视频内患者头颅影像相融合。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S9中，通过头皮血肿融合标记血肿位置，从而规划
头皮切口。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，切开头皮后，暴露颅骨，判断颅骨与血肿关系，行骨瓣制作，进而形成骨窗。
[0012]作为本专利技术的更进一步改进，用于定位血肿位置、血肿穿刺角度和方向；皮层造瘘点。
[0013]本专利技术具有的有益效果：本专利技术提供的利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法其定位精度高，从而实现切口小、骨瓣小、穿刺准确，进而实现手术时间短、麻醉时间短、出血少、颅内感染少的问题，能够快速实现脑组织减压、保护脑功能组织。
附图说明
[0014]图1为传统三维建模图形（包含血肿范围被标记在头皮模型上）。
[0015]图2为本专利技术实施例1的患者头皮处进行网格划分并标记血肿范围示意图。
[0016]图3为本专利技术实施例1的根据CT影像建立颅骨、血肿的三维模型示意图。
[0017]图4为本专利技术实施例1的模拟患者真实影像和三维建模的融合示意图。
[0018]图5为本专利技术实施例1的确定骨窗大小示意图。
[0019]图6为本专利技术实施例1的微小直切口开颅示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图，对本专利技术做进一步的说明。
[0021]3D
‑
Slicer软件，是一个开源医学影像分析和可视化平台，目前对该软件的手术导航应用都是通过多模态配准融合技术将多模态影像上分割的不同结构进行融合显示，虽然该软件功能强大，但是目前都是通过制作模型，然后进行分割和重建，无法直观的和患者进行直接联系。如果为了更好的实现联系，采用手术导航的话，不仅需要采购尖端设备，而且实现时间过长、成本高。本专利技术的技术方案是通过3D
‑
Slicer软件利用更为简单工具对脑内血肿进行快速精准定位的应用。
[0022]实施例1，某患者颅内有血肿，需要进行手术，通过CT检测后，根据医生经验去进行粗糙定位，此时常规大骨瓣通常为8cm*7cm，骨窗范围大且无法精准定位血肿，导致需要多次穿刺才能达到血肿中心，致使患者手术时间长，损伤大，失血多，易感染。本方法首先使用3D
‑
SLICER软件对血肿处头皮进行标记，然后在患者头皮处进行网格划分并标记；根据CT影像建立颅骨、血肿和头皮的三维模型；采集患者的真实影像，通过手机APP（合成相机）将根据CT影像建立的血肿三维模型图片和患者头皮处网格化标记的图片进行融合，从而实现患者建模图形图片血肿重叠到患者头皮图片网格线上；根据重叠图片在患者头皮上标记出血肿范围；开启摄像头并连接电脑，开启3D查看器的混合现实功能，通过电脑屏幕可看到患者头部与制作的血肿和颅骨模型同时出现在电脑屏幕中（即摄像中的患者头部与制作的3D模型同时出现在视频录像中），转动模型位置，可与患者头部重叠。可在手术中实时观察血肿大小，位置，与颅骨关系等，通过微软WINDOWS10自带的3D查看器的三维成像功能实现模型和真实影像的重合，通过重合后的影像判断颅骨和血肿的关系，确定骨窗形状和大小，通常为3cm*3cm，最后进行开颅手术。
[0023]通过体表血肿定位可以设计头皮微小切口，实现一次性准确到达血肿中心点；如
果没有准确定位，需多次探查穿刺脑组织到达血肿位置，损伤了脑组织，破坏了脑功能。在手术中，利用影像和三维模型重合实现实时观察血肿与颅骨的关系，及血肿离皮层最近点，血肿的大小，深度。对于急诊脑疝患者，降低颅内压是第一位，通过本方法行微小切口，可15分钟内清除脑内血肿，降低颅内压。如果使用普通CT定位，需要1小时才能开始清除血肿。患者手术切口小，脑组织损伤小，患者恢复快使得住院时间短，住院花费少；患者手术时间短，出血少，降低了颅内感染的机率。另外，对于外伤多发颅骨骨折的患者，如果行大骨瓣手术，在去除骨瓣时，骨折线延伸到顶部时，骨折片松动，来回牵拉咬除骨折片会损伤硬膜上的静脉窦，可导致大出血；同时去除大骨瓣后使得原先粘附的碎骨片被去除，无法复原，影响患者容貌和患者正常颅内压。而本方法行小骨瓣可完美解决上述问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用混合现实技术快速精确定位脑内血肿的方法，其特征是包括如下步骤：S1，对患者进行常规行急诊头部CT平扫；S2，将扫描的CT影像转换成DICOM格式图片；S3，将S2中转换好格式的图片导入3D
‑
Slicer软件中；S4，通过3D
‑
Slicer软件制作出颅骨、血肿和头皮的3D模型；S5，在头皮的3D模型中标记血肿范围；S6，保存标记有血肿范围的头皮图片；S7，将患者手术侧头皮网格标记；S8，采集网格标记后的头皮图片；S9，将S6中的图片和S8中的图片进行融合，实现S6中3D模型的头皮图片血肿重叠到S8中患者头皮图片网格线上，精准标记出血肿范围；S10，通过3D
‑
Slicer软件导出血肿与颅骨3D模型；S11，通过3D查看器查看；S12，通过混合现实技术实现颅骨、血肿与患者的头部匹配，进而定位血肿。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：於永，陈节，陈刚，左延卿，沈仁波，
申请(专利权)人：铜陵市人民医院，
类型：发明
国别省市：