[发明专利]一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置，其中标定方法包括：基于设置在扫描设备上的第一视觉标记的空间位置、设置在手术区域的第二视觉标记的空间位置，以及扫描设备扫描得到的扫描区域的扫描位置，获取扫描区域相对于第二视觉标记的位置；将扫描区域相对于第二视觉标记的位置与三维场景进行配准，获取转换矩阵。本发明实施例提供的方法和装置，通过设置在手术区域上的第二视觉标记和设置在扫描设备上的第一视觉标记，获取转换矩阵，并将转换矩阵应用于手术器械的追踪，无需将标记点植入患者体内，即便在手术过程中患者头部发生运动，也能在三维场景中实时反映手术器械的位置变化，实现了精确的手术器械实时追踪。

技术领域

本发明实施例涉及医疗技术领域，尤其涉及一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置。

背景技术

近年来，随着口腔种植技术在临床中的推广，以及人们对口腔健康要求的提高，越来越多的患者选择对缺失牙进行种植修复治疗。而口腔种牙手术是在狭小空间内局部麻醉下的精密操作，由于口腔的非直视环境、操作空间狭小以及医生缺乏经验等因素，导致种植手术的失败率较高。

随着计算机技术的发展，手术导航以其精准、灵活、微创等优点，给外科手术带来了革命性的变化，也为口腔医学的进一步发展提供了方向。目前国内外开展的口腔种植导航技术，其基本方法是基于CT扫描数据重建患者的三维图像，在辅助设计软件中预先规划种植体理想的三维位置。手术时利用光学或电磁导航仪器实时追踪手术器械的空间位置，按照事先确定的理想位置、角度和深度预备种植窝洞并完成种植体植入。

上述口腔种植导航手术中关键的一步是要确定虚拟图像空间与视觉空间的映射关系，以实现手术器械的空间位置的实时追踪。目前，临床上常采用标记点配准法实现，即通过确立医学图像上的标记点与人体上相对应的标记点间的映射关系，来建立两个空间的映射关系。该标记点既可以是颌骨或牙齿解剖标志点，也可以是体积较小的人造标记点。然而，采用解剖标志点进行准配，存在配准精度较低的问题，而采用人造标记点进行配准，需要将人造标记点植入患者的牙槽突或颌骨，这会给患者造成不必要的创伤甚至引发感染。

发明内容

本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的标定、追踪方法和装置，用以解决现有的牙科种植手术器械追踪时标记点的设置存在配准精度低或给患者带来不必要的创伤的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的标定方法，包括：

基于设置在扫描设备上的第一视觉标记的空间位置、设置在手术区域的第二视觉标记的空间位置，以及所述扫描设备扫描得到的扫描区域的扫描位置，获取所述扫描区域相对于所述第二视觉标记的位置；

将所述扫描区域相对于所述第二视觉标记的位置与三维场景进行配准，获取转换矩阵。

第二方面，本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的追踪方法，包括：

捕捉设置在手术区域的第二视觉标记的空间位置和设置在手术器械上的第三视觉标记的空间位置；

基于所述第二视觉标记的空间位置和所述第三视觉标记的空间位置，以及转换矩阵，更新三维场景中的所述手术器械的位置；

其中，所述转换矩阵是基于如第一方面所提供的方法获取的。

第三方面，本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的标定装置，包括：

相对位置获取单元，用于基于设置在扫描设备上的第一视觉标记的空间位置、设置在手术区域的第二视觉标记的空间位置，以及所述扫描设备扫描得到的扫描区域的扫描位置，获取所述扫描区域相对于所述第二视觉标记的位置；

转换矩阵获取单元，用于将所述扫描区域相对于所述第二视觉标记的位置与三维场景进行配准，获取转换矩阵。

第四方面，本发明实施例提供一种牙科种植导航手术的追踪装置，包括：