[发明专利]一种新型骨科导航系统及方法、信息数据处理终端

说明书

本发明属于骨科手术导航技术领域，公开了一种新型骨科导航系统及方法、信息数据处理终端，包括有信息采集模块；信息采集模块，与信息处理模块连接，用于通过光学设备获取图像信息；利用GPS完成位置的追踪，获取位置信息，完成信息的采集；信息处理模块，与信息采集模块连接，用于对采集信息通过术前建模与规则进行信息的对比与分析，获得匹配数据；信息传输模块，用于传输患者信息同步至信息处理模块及将传输匹配数据同步至信息终端模块；显示终端模块，与信息传输模块连接，采用头戴式AR设备显示所获得的匹配数据，增强显示手术的指引工作。

技术领域

本发明属于骨科手术导航技术领域，尤其涉及一种新型骨科导航系统及方法、信息数据处理终端。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

随着科学的进步，经济的发展，使得现在的医疗水平逐渐提升，人们对于手术的安全性和可靠性的要求日渐增加，越来越多的患处手术已经向微创手术方向发展，微创手术可以有效缓解患者的疼痛感，且手术准确度较高；骨科主要研究骨骼肌肉系统的解剖、生理与病理，运用药物、手术及物理方法保持和发展这一系统的正常形态与功能。例如，骨关节结核、骨髓炎、小儿麻痹症等疾病明显减少，交通事故引起的创伤明显增多。现代的骨科手术开始采用计算机辅助，提高了骨科手术的现代化进程，近年来骨科导航系统逐渐走进大众视野，骨科导航系统可以有效完成在骨科手术中避开错杂纷乱的血管、神经，从而提高手术的安全性。但是现有技术的手术指引性差，起到的作用不强，不利于手术的准确进行。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前市场上的骨科手术导航系统几乎被国外公司垄断，且这些手术导航设备价格高昂，集中在大型三甲医院，限制了手术导航技术的推广应用。所以非常有必要研发出一套价廉实用的骨科手术导航设备供各级医院，特别是基层医院使

解决上述技术问题的难度和意义：

价廉：无需再购买大型医疗设备，只需利用医院现有的设备资源，再通过开发出的新型骨科手术导航系统，即可实现骨科手术导航。

实用：可弥补现有导航设备不能在穿刺活检及微创手术时导航的缺陷，拓展了导航设备的使用范围，适合各级医院，特别是基层医院使用，此系统将有效地提高基层医院的医疗水平。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型骨科导航系统。

本发明是这样实现的，一种新型骨科导航系统，包括有信息采集模块、信息处理模块、信息传输模块、显示终端模块；

信息采集模块，与信息处理模块连接，用于通过光学设备获取图像信息；利用GPS完成位置的追踪，获取位置信息，完成信息的采集；

信息处理模块，与信息采集模块连接，用于对采集信息通过术前建模与规则进行信息的对比与分析，获得匹配数据；

信息传输模块，用于传输患者信息同步至信息处理模块及将传输匹配数据同步至信息终端模块；

显示终端模块，与信息传输模块连接，采用头戴式AR设备显示所获得的匹配数据，增强显示手术的指引工作。

进一步，信息采集模块包括有图像采集单元、位置追踪单元。

进一步，信息处理模块包括有术前建模与规则单元、信息对比单元、信息分析单元。

本发明的另一目的在于提供一种运行所述新型骨科导航系统的新型骨科导航方法，所述新型骨科导航方法包括：首先扫描患者手术部位的薄层CT，并进行3D重建，再将三维CT医学影像数据投射成数字重建影像，然后再将二维的数字重建影像和二维的C型臂X线机图像进行基于灰度方法的医学图像配准，并不断校正优化，改进算法，最终实现基于2D-3D图像配准技术的骨科术中导航。使用C型臂X线影像和三维图像表面预定义点的灰度梯度，重点研究CT体数据的刚性变换，通过幅度和方向信息实现表面法线和逆投影梯度之间的最佳匹配。