[发明专利]一种手术导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学技术领域，具体地说涉及到一种手术导航系统。 

背景技术

手术导航系统作为计算机辅助手术的一个重要应用,已经开始应用于现代外科手术中,通过图形工作站显示出手术工具的位置以及病灶部位,医生通过观察图形工作站上的图像可以看见被其它细胞组织遮挡住的病灶,从而不需要在病人脑部做大切口,实现手术的微创,减小病人痛苦手术导航系统旨在帮助医生合理地，定量地利用计算机断层扫描，核磁共振成像(MRI)，数字血管减影造影(DSA)，正电子发射断层扫描(PET)等多模医学图像数据重建出病人三维模型影像,再利用立体定位系统!空间配准技术和空间变换技术进行病人实体和三维图像的配准和定位,并在计算机帮助下,制定合理的手术计划,应用虚拟现实及增强现实技术实现手术模拟,在图形工作站和立体定位系统的帮助下术中动态观察当前手术路径以及角度，深度等参数,最大限度地避开危险区,最短时间到达靶点病灶,减少病人失血量及手术创伤从而进行外科手术的引导和干预,完成真正意义上的微创手术,病人病理特征通过 CT/MRI 扫描形成 DICOM 图像数据,由 PACS 系统或者以其他存储媒介的形式传输给手术导航系统,系统启动时进行手术过程的记录形成手术案例,DICOM 数据通过图像重建和可视化即可在图形工作站上显示,以此医生可以进行术前手术计划的制定和术中手术方案的调整,当术前工作完成后即可实现术中导航,完成手术。  

发明内容

为了实现手术的微创,减小病人痛苦，本发明提出了一种手术导航系统。 

本发明提出了一种手术导航系统。本系统的设计包括硬件和软件两部分，硬件系统设计包括计算机，图形工作站，立体定位系统；软件系统设计包括通信接口，核心算法，用户界面，其中核心算法包括空间配准算法，空间变换算法和其他算法。通信接口采用了传统的 RS-232 方式。选取由加拿大 NDI 公司提供的被动红外光学定位器 Passive  Polaris 作为本手术导航系统的立体定位系。 

本发明的功能在于：不仅可以满足于传统手术治愈病变不复发等手术基本要求,还可以在进行神经外科手术时帮助医生将手术器械经过小切口进入人体进行治疗或诊断。 

本发明与以往技术相比优势在于：使手术切口明显减小,使手术更加快捷，微创，安全可靠,进而缩短手术进行时间,减小病人手术痛苦,同时降低医生进行手术的难度。 

附图说明

图1为手术导航系统工作原理。 

图2为手术导航系统整体设计。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明一种手术导航系统做进一步阐述。 

应用于临床的手术导航系统需考虑性能!外观和大小等,其基本设计要求有 : 

(1)较高的安全性,当系统出现故障时不允许对病人!医生造成伤害或对其它 

医疗设备造成损坏 

(2)良好的人机交互界面,系统操作简单,使无工程经验的医生能方便的学会

使用和进行操作 

(3)系统设计简洁安全,不会对手术过程造成严重的阻碍,系统稳定 

(4)充分和手术环境融为一体,手术空间狭小,手术空间同样存在着大量不同

用途的手术设备,手术导航系统自身结构设计同样也影响到手术导航系统的使用根据手术导航系统的设计要求以及参考了诸如上述的手术导航系统所提供的功能,可以设计本文的伽利略手术导航系统, 系统分为硬件和软件两个部分手术导航系统硬件由计算机系统!图形工作站和立体定位系统组成手术导航系统要求医学图像数据的高速处理,现有的计算机系统已经能够提供高运算速度的显卡和处理器以及高分辨率的显示屏图形工作站提供图像的显示及各种图像处理操作,立体定位系统提供了手术导航系统软件所必需的原始数据,它们是手术导航硬件系统的重点部件 

图形工作站提供各种图像处理操作及图像的显示,例如病人术前的CT和MRI图像数据通过局域网或者扫描记录媒介传送到图形工作站处理,用来显示病灶位置信息,帮助医生制定手术计划在手术过程中,图形工作站显示虚拟三维图像，原始的轴状图，重建的矢状图和冠状图以及手术工具的位置和方向,医生通过图形工作站就可以清晰地看到系统进行手术导航的过程。