[发明专利]一种经皮椎间孔镜手术精准规划系统及方法有效

专利信息
申请号: 201611240967.2 申请日: 2016-12-28
公开(公告)号: CN106821496B 公开(公告)日: 2019-11-12
发明(设计)人: 李春海;郑潮顺;谢智衡;孔洁 申请(专利权)人: 妙智科技(深圳)有限公司
主分类号: A61B34/10 分类号: A61B34/10;G06T17/30;G06T7/11;G06T7/136
代理公司: 北京酷爱智慧知识产权代理有限公司 11514 代理人: 安娜
地址: 518000 广东省深圳市南山*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 穿刺针 皮肤 工作管道 规划系统 交点距离 规划 椎间孔 经皮 读取 二维医学图像 定位穿刺针 边界识别 解剖结构 目标靶点 三维图像 三维重建 手术操作 原始图像 内置物 体数据 病椎 上缘 针点 还原 器官 测量 分割 清晰 重建 观察
【说明书】:

发明涉及一种经皮椎间孔镜手术精准规划系统及规划方法,读取DICOM数据,重建为体数据;分割选取原始图像所需区域,进行孔镜规划,定位穿刺针目标靶点;规划穿刺针的入针角度;查看不同方位下穿刺针的放置情况;显示皮肤,查看皮肤上穿刺针的入针点;规划和测量得到皮肤交点距离人体中线的距离,皮肤交点距离病椎上缘面的距离以及入针深度;建立工作管道,将穿刺针显示为工作管道;生成模拟X光片;获取和查看报告;本发明运用的三维重建技术,对二维医学图像进行边界识别,重新还原出被检组织或器官的三维图像,用户多角度、清晰观察关注的部位以及其与周围结构之间的关系,体现不同解剖结构及内置物之间的关系,实现手术操作的精准规划。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域,具体涉及一种基于虚拟现实的经皮椎间孔镜手术精准规划系统,及其采用该系统进行手术精准规划的方法。

背景技术

在传统椎间孔镜手术规划中,采用二维规划:基于MR、CT横断面规划,术中需依据C臂进行调整,准度较差。对椎间盘、神经等软组织三维立体结构显影不清。对上关节突、椎弓根磨除范围无指导作用,术中需依据术者经验,标准化程度低。对游离型椎间盘突出,术前规划不能准确评估是否适合椎间孔镜手术及确切手术入路。

同时传统规划方法导致手术定位过程耗时长,使得术中X线的曝光次数增多和照射时间延长,增加X线辐射对病人、手术医师的伤害且增加医源性损伤及手术并发症的发生概率,致使椎间孔镜技术学习麻烦,影响椎间孔镜技术的学习和推广应用。

发明内容

针对上述技术问题,本发明所要解决的技术问题是提供一种经皮椎间孔镜手术精准规划系统,及其使用该系统的方法,运用的三维重建技术,采用计算机技术对二维医学图像进行边界识别,重新还原出被检组织或器官的三维图像。用户可多角度、清晰观察关注的部位以及其与周围结构之间的关系,多方位查看局部解剖结构,并模拟手术器械如穿刺针、工作管道等的置入过程,便捷地控制工作管道在虚拟平台中的位置,精确模拟术中穿刺过程并生成相应3D测量数据,最终可应用于真实手术中,用户根据得到的相关数据进行手术规划,规划结果可直接用于手术过程,提高穿刺针穿刺的成功率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

一种经皮椎间孔镜手术精准规划方法,其特征在于,按如下步骤:

S1:读取DICOM数据,重建为体数据;

S2:分割选取原始图像所需区域,对所需区域三维重建,获取三维模型面数据信息,分割出椎间盘、神经根和皮肤;选择骨组织阈值,分割出骨组织;

S3:进行孔镜规划,定位穿刺针目标靶点;

S4:规划穿刺针的入针角度;

S5:入针后,查看不同方位下穿刺针的放置情况;

S6:显示或隐藏皮肤,查看皮肤上穿刺针的入针点;

S7:规划和测量,得到皮肤交点距离人体中线的距离,皮肤交点距离病椎上缘面的距离以及入针深度;

S8:建立工作管道,将穿刺针显示为工作管道;

S9:通过对体数据进行蒙特卡罗物理模拟方法,生成模拟X光片;

S10:获取和查看报告。

有益效果:本发明主要运用的三维重建技术,采用计算机技术对二维医学图像进行边界识别,重新还原出被检组织或器官的三维图像。用户可多角度、清晰观察关注的部位以及其与周围结构之间的关系,多方位查看局部解剖结构,并模拟手术器械如穿刺针、工作管道等的置入过程,便捷地控制工作管道在虚拟平台中的位置,精确模拟术中穿刺过程并生成相应3D测量数据,最终可应用于真实手术中。相比传统二维测量,在距离测量、角度测量等方面更能准确体现真实状况,体现不同解剖结构及内置物(工作管道、穿刺针等)之间的关系,实现手术操作的精准规划。

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