[发明专利]多模影像超声引导手术导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种多模影像超声引导手术导航系统。

背景技术

医学影像通过内窥镜装置、超声装置、计算机断层扫描（CT）装置、磁共振成像（MRI）装置、正电子发射断层扫描（PET）装置等进行获取。不同的医学成像模式有着各自不同的特点并呈现人体各种不同特征的生理信息；不同的医学成像模式同时又互相弥补对方的不足，如超声成像对软组织的分辨性能较好，对硬质器官（如骨头）分辨性能不理想；CT成像对硬质器官的分辨能力较强，对软组织分辨能力不足。

单模态图像不能完整地反映人体信息，为了更完整全面反映人体组织的形态和功能信息，有必要将不同医学成像设备获得的多模态图像进行融合，得到更全面更可靠的图像信息，以辅助医生完成临床诊断。

医生在手术前可以凭借病人医学影像材料用于诊断，在手术时，如果缺乏实时手术区域的生理信息，则很可能造成手术失误。因此引入手术导航系统，用于在术中为医生提供手术区域的人体组织或器官信息，并提供手术器械的定位信息，供医生进行手术参考。

传统的手术导航有两类：第一类是依靠医生观看术前CT、MRI影像进行术中导航，此类缺乏配准辅助，通常不能实现为医生实时提供导航信息的要求；第二类是使用在病人身上敷贴标记物的方式，根据术中对标记物的追踪，实现对人体的定位，从而进行基本的手术导航，并依据术前的影像信息进行手术导航。

第一类传统手术导航系统缺点：1、术中仅提供术前影像信息供视觉参考，医生无法获取实时的术中影像信息；2、医生无法获取手术器械相对于病人的位置信息，仅靠医生经验无法保障手术的安全。

第二类传统手术导航系统缺点：1、系统必须要求标记物对于术前造影和术中追踪均有效；2、术中仅提供术前的影像供医生参考，医生无法获取实时的手术参考信息；3、病人的器官变形、移动将会对整个导航系统造成较大的误差，稳定性较差。

在专利申请号201110202475.5“超声手术导航系统及超声手术导航方法”中，提出一种通过定位器同时追踪手术器械和超声探头，在此基础上将超声获取的实时医学图像信息在三维空间中进行呈现，并提供手术器械的定位信息。

专利申请号201110202475.5“超声手术导航系统及超声手术导航方法”的缺点在于：1、系统只在三维空间中体现二维的实时信息，对于医生手术没有很大的意义；2、系统不能在术中利用术前丰富的影像信息，使得医生脱离术前诊断时所参考的影像信息；3、该方案以定位系统为中心，缺乏术中影像的丰富化呈现，不利于医生术中判断。

发明内容

本发明在于解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种多模影像超声引导手术导航系统。

本发明的技术方案包括一种多模影像超声引导手术导航系统，包括术前数据模块、超声影像系统、定位模块、显示模块，所述超声影像系统获取术前影像数据并存储到所述术前数据模块，所述超声影像系统提取所述术前数据模块中存储的术前影像数据构建人体三维模型数据，并将所述人体三维模型数据存储到所述术前数据模块；所述定位模块采集手术器械和所述超声影像系统中超声探头的位姿信息并将所述位姿信息传送至所述超声影像系统；所述超声影像系统提取存储在所述术前数据模块中的人体三维模型数据，并将所述位姿信息与所述人体三维模型数据匹配；所述显示模块获取所述超声影像系统匹配的信息并显示。

优选地，所述术前数据模块包括术前影像数据库、输入输出单元，所述术前影像数据库存储经所述输入输出单元传送的术前影像数据和人体三维模型数据；所述输入输出单元将所述术前影像数据库中的所述术前影像数据和人体三维模型数据传送至所述超声影像系统。

优选地，所述超声影像系统包括超声探头、图形工作站、图像显示输出单元，所述超声探头获取术前影像数据及用于术中手术区域造影，所述术前影像数据经所述图形工作站传送到所述术前数据模块，所述图形工作站提取所述术前数据模块中存储的术前影像数据构建人体三维模型数据，并将所述人体三维模型数据传送到所述术前数据模块；所述图形工作站获取所述定位模块采集的位姿信息并将所述位姿信息与所述人体三维模型数据匹配，使所述超声探头与所述人体三维模型数据的位姿关联；所述图像显示输出单元将所述图形工作站匹配的信息传送到所述显示模块。

优选地，术前影像数据采集自所述超声影像系统的超声探头、外部内窥镜装置、超声影像装置、计算机断层扫描装置、磁共振成像装置、正电子发射断层扫描装置中的一种或多种。