[发明专利]提高经颈静脉肝内门体分流术成功率的手术导航设备及其应用

权利要求书

1.一种基于增强现实的手术系统，其包括：

(1)穿刺装置，所述穿刺装置包括：

(i)设置在针杆上的金属空心穿刺针，所述穿刺针尖端1.8-2.2cm与针杆呈60-90度；

(ii)传感器，所述传感器安装在所述穿刺针的空心内，用于指示穿刺针的位置和/或移动；

(iii)导管，所述导管套于穿刺针外，该导管一端与穿刺针尖端角度起始处对齐，另一端通过螺纹固定在所述针杆的尾端；

(2)电磁空间测量系统，电磁空间测量系统包括：

(i)一个或多个可嵌入所述穿刺装置的传感器或探头，

(ii)台式场发生器，其用于使由导电金属造成的潜在追踪失真最小化，

(iii)传感器接口单元(SIU)，其用于将来自传感器的电信号放大并数字化，并使潜在的数据噪声最小化，

(iv)系统控制单元(SCU)，所述系统控制单元用于收集追踪数据，计算每个传感器的位置和方向，并与全息计算机影像设备接合以将收集和计算的结果传输到所述全息计算机影像设备；和

(v)任选的柔性管，

其中所述电磁空间测量系统用于追踪穿刺针的位置以及穿刺针与受试者自身各个部位之间的位置关系；

(3)全息计算机影像设备，所述全息计算机影像设备包括头戴式影像设备和计算机工作站，其中所述全息计算机影像设备用于为手术的实施者提供实时影像的反馈和/或指引，

其中所述手术系统用于经颈静脉肝内门体分流术(TIPS)。

2.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述手术系统还包括呼吸门控系统，其中所述呼吸门控系统能够弥补手术中由于受试者呼吸运动产生位移而造成的误差。

3.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺针尖端2.0cm与针杆呈60-90度。

4.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺针尖端1.8-2.2cm与针杆呈70-80度。

5.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺针尖端1.8-2.2cm与针杆呈72-78度。

6.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺针尖端1.8-2.2cm与针杆呈75度的角度。

7.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺装置的金属空心穿刺针为14G或18G金属空心穿刺针。

8.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺装置的传感器是至少5自由度(5DOF)的传感器。

9.根据权利要求1所述的手术系统，其中所述穿刺装置的导管为10F导管或5F导管。

10.权利要求1-9中任一项所述的手术系统，其中所述全息计算机影像设备的计算机工作站包括至少2.7GHz基频、4核8线程的处理器、至少6GB显存192位宽的显卡、至少16GB内存、至少256GB固态硬盘和至少1TB硬盘。

11.权利要求1和3-9中任一项所述的手术系统，所述系统能够建立以下三种坐标之间的联系：

(1)真实世界坐标W，其为受试者自身各个部位的坐标；

(2)虚拟图像坐标CT，其为所述电磁空间测量系统通过提供二维码标志而在所述坐标W中定位虚拟图像的坐标，其中所述虚拟图像是根据受试者术前的CT或MRI扫描中提取的；和

(3)磁导航坐标M，其为通过所述电磁空间测量系统确定的所述穿刺装置的坐标。

12.权利要求11所述的手术系统，所述坐标CT与坐标W之间的联系是通过建立从CT到W的刚性变换矩阵t_1得到的，所述坐标M与坐标CT之间的联系是通过建立从M到CT的刚性变换矩阵t_2得到的。