[实用新型]计算机辅助手术术中定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种医疗仪器，特别是涉及一种应用于神经外科、骨科、耳鼻喉科及整形外科等手术过程中使用的计算机辅助手术术中定位系统。

背景技术

众所周知，医疗手术的成功率，手术过程的长短，术后并发症的发生及康复，除了与实施手术的医生的技术有着直接的关联外，与手术过程中使用的医疗仪器也密不可分。手术医生非常熟悉解剖结构同时能够准确确定术中器械的位置则是成功进行手术的基本要求，然而术中的精确定位是不容易实现的。尤其是在神经外科、骨科、耳鼻喉科及整形外科等领域，先进的医疗仪器则可成为提高手术成功率并减少手术误差的重要因素之一。

目前，针对神经外科、骨科、耳鼻喉科及整形外科等领域的手术，一般是要在术前获取手术部位的医学图像，如通过计算机体层摄影(computed tomography，简称CT)扫描仪，利用X线对人体某一范围进行逐层的横断扫描，取得信息，经计算机处理后获得重建的图像。获得的图像为人体的横断解剖图，并可通过计算机处理得到三维的重建图像，或者采用核磁共振(nuclear magnetic resonance imaging，简称MRI)技术，利用核磁共振现象获取人体内部的结构信息。通过上述手段获得的医学影像可以清楚地了解手术部位的结构，以此为基础为病人确诊，并进行手术计划，为实施手术提供坚实的基础。手术时，医生将这些医学图像放置在手术床旁的灯箱上，参考该图像进行手术。

但是，由于人体结构非常复杂，通过CT和MRI获得的医学影像仅能为手术提供参考，尤其是在手术过程中，当手术器械进入人体部位后，人体组织、神经及血管分布错综复杂，静态的图像并不能很好地反应出这些组织关系，这就使得手术在很大程度上仍然要依赖于医生的经验，从而使得手术的危险性仍然很大。

为了能使得复杂的手术变得简单而安全，神经外科的医生首先提出了术中立体定位的概念，也就是说，与全球卫星定位系统(GPS)的原理相似，在手术过程中跟踪被标定的手术器械，并将手术器械的立体位置显示在病人术前的医学图像上，使得手术医生能够直观地在病人的医学图像和三维重建影像上观察到手术器械的位置。这将大大提高手术的准确性，同时降低了手术难度。

但是，该方法目前仍然存在以下问题：

第一.由于人体结构的复杂性，重建后的三维影像具有不易辩识、可读性差等特点，对于该三维影像表现出来的人体结构，需要医生具有一定丰富的经验来分辩，这使得使用三维影像进行手术时，医生要不断分辩三维影像中表现的人体结构是什么，此时手术器械在人体的什么位置，因而不能将注意力集中在对病人的手术实施上。这不但使手术时间会延长，而且也使得手术的成功与否主要由医生来决定；

第二.在利用三维重建影像进行手术时，医生如何能在手术过程中识别出分布有重要血管和神经的重要而危险的区域，而目前只能依靠手术医生的经验，还没有科学而准确的手段来进行区分。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种计算机辅助手术术中定位系统，用于获得能够准确、真实地反应出病人人体结构的三维影像，并能够识别出分布有重要血管和神经的重要而危险的区域，在手术过程中给予医生适当的提醒。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种计算机辅助手术术中定位系统，包括：

三维影像处理和重建单元，用于在病人医学图像上叠加相应的人体生理解剖图谱，从而建立出可以显示各种功能区的三维医学影像；

空间位置采集单元，设置在手术器械上，用于采集手术器械的空间位置信息，并发送给定位处理及显示单元；

定位处理及显示单元，用于接收所述空间位置采集单元发送来的手术器械的空间位置信息，根据该空间位置信息计算出手术器械的空间位置，再经过坐标系统的转换，使之与病人医学图像的坐标系统相一致，从而使手术器械显示在具有显示有各种功能区的三维医学影像上。

本实用新型可以在术中动态地显示手术器械在病人解剖结构中的立体位置，并可显示术野中不易分辨的解剖结构，使医生可以准确地避开手术入路中的重要血管和神经结构，从而确保准确定位和手术的安全性，使外科手术更精确，更安全。

本实用新型改变了传统的外科手术模式，无论给实施手术的医生还是接收手术的病人都带来了极大的益处：即，在术前可确定手术入路，模拟手术过程；术间可减小手术切口，减少失血量，缩短手术时间；术后可减低并发症的发生，缩短住院时间，降低手术成本，扩大了手术治疗的范围，提高了常规手术治疗的精确度，更为重要的是，使一些复杂的手术变得容易操作。