[发明专利]一种基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统以及脊柱手术导航定位系统

权利要求书

1.一种基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述的脊椎图像生成系统基于二维脊椎表面结构超声图像生成超声拓片，与数字医学影像进行轮廓匹配后，获得与患者术中体位一致的实时更新的个性化的脊椎表面地形图，所述的系统包括采集单元和处理单元，其中：

所述的采集单元用于获取患者手术状况下实时术中体位对应的二维脊椎表面结构超声图像，所述的处理单元用于将采集单元获取的患者手术状况下实时的术中体位对应的二维脊椎表面结构超声图像处理后形成超声拓片，再与数字医学影像进行轮廓匹配后，获得与患者术中体位一致的实时更新的个性化的脊椎表面地形图；所述超声图像由包含脊柱区深层肌肉组织和脊椎表面的全部回波信息构成；所述脊椎表面包括横突和棘突；所述的超声拓片是带有患者空间定位信息并随患者位置变动而实时动态更新的个性化三维超声骨骼图像。

2.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：

所述的超声图像包括所述超声图像的轮廓边缘、轮廓内部的信息。

3.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述脊椎表面还进一步包括关节突、椎板、椎板间隙、椎间孔以及组成脊椎的其他骨骼成分的任意一种或任意多种。

4.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述超声图像的获取方法为：通过带有患者空间定位信息的超声扫描设备在患者体表反复扫描，直到识别肌骨界面，提取包含术中二维空间位置参数的脊椎表面全部骨质回波信息，构成患者手术状况下实时的术中体位对应的二维脊椎表面结构超声图像，所述的术中二维空间位置参数是指患者手术状况下脊椎实时的二维空间位置参数。

5.根据权利要求4所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述带有患者空间定位信息的超声扫描设备是带有定位标签的超声探头。

6.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述超声拓片的获取方法为：将所述患者手术状况下实时的术中体位对应的二维脊椎表面结构超声图像进行优化、叠加后，进一步处理生成超声拓片。

7.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：

所述轮廓匹配的获取方法为：将所述超声拓片包含的脊椎表面全部骨质回波信息与数字医学影像的轮廓进行逐点匹配，获得与患者术中体位一致的实时更新的个性化的脊椎表面地形图，所述脊椎表面地形图是由超声拓片所具有的实时动态空间信息赋予到数字医学影像而形成的立体表面观，所述立体表面观是基于脊椎表面空间信息形成的表观三维图像。

8.根据权利要求7所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述的表观三维图像中的沟纹是指所述的全部超声图像信息中包含的脊椎表面的纹理。

9.根据权利要求7所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述超声拓片所具有的实时动态空间信息是指脊椎表面和肌骨界面共同构成的空间信息，该空间信息包含超声扫描所获得的脊椎表面、深层肌肉和脂肪组织的超声图像信息和空间位置信息，并能实时动态地显示。

10.根据权利要求1所述的基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统，其特征在于：所述的采集单元包括超声图像扫描模块和超声图像信息提取模块，其中：

所述超声图像扫描模块用于在患者体表反复扫描，直到识别肌骨界面，获取原始数据，所述超声图像信息提取模块用于将所述的原始数据进行提取，获得包含术中二维空间位置参数的脊椎表面全部骨质回波信息，构成患者手术状况下实时的术中体位对应的二维脊椎表面结构超声图像，所述的术中二维空间位置参数是指患者手术状况下脊椎实时的二维空间位置参数。