[发明专利]一种手术器械的定位方法、系统及装置

说明书

本发明提供一种手术器械的定位方法、系统及装置,方法包括：获取手术器械运动信息；根据手术器械运动信息确定采集实时视频信息的位姿信息；根据所述位姿信息、所述实时视频信息和术前影像信息确定手术器械的位姿。本发明的定位方法具有导航追踪精度高、鲁棒性强、多模态信息融合可视化、低成本、高效便捷等优点。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种手术器械的定位方法、系统及装置。

背景技术

恶性肿瘤是当今世界发病率和死亡率最高的疾病之一。虽然近年来不断有新型的肿瘤靶向药、化疗药及各种微创手术应用于肿瘤的诊疗，但是总体的恶性肿瘤癌症平均生存期和5年生存率仍无显著的提高。究其原因主要是我国癌症患者就诊时75％左右已处于晚期(Ⅲ-Ⅳ期)。因此，恶性肿瘤早期发现诊断与早期治疗是至关重要的。微创手术介入是恶性肿瘤早期诊断与治疗的常规手段之一，它的切口(穿刺点)仅有米粒大小，不用切开人体组织就可以达到疾病诊断或治疗的目的，具有不开刀，创伤小，恢复快，效果好的特点。

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜、胃镜、肠镜、支气管镜等医用电子内窥镜及现代相关医疗器械设备，实施临床疾病、检查、诊断、及治疗过程，如肿瘤切除。微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优越性。微创手术导航是指在微创手术过程中，实时精确引导电子内镜等相关器械工具到达患者人体内部病灶或肿瘤区域，其核心问题在于如何精准定位病灶区域并精确追踪、引导手术工具到达该区域。目前微创手术导航技术主要通过光学追踪方法(Optical Tracking，OT)、视频立体图像配准追踪方法(Video-VolumeRegistration,VR)以及电磁追踪方法(Electromagnetic Tracking，ET)等来实时确定电子内镜末端视频相机的位姿，包括6个自由度的位置和方向参数。这些导航追踪方法存在各种缺点，如OT技术只能用于硬性内镜运动的追踪，无法进入人体内部；VR技术很容易受到图像伪影(例如气泡，移动模糊等)影响，会导致视频图像和虚拟图像配准错误，追踪鲁棒性较差；ET技术受到磁场形变与人体呼吸运动等问题，测量追踪准确性较差，同时需要ET传感器放置于在电子内镜末端的工作通道中，从而占据该者工作通道，限制电子内镜的操作与移动。此外，OT和ET技术价格较为昂贵，临床应用成本较高。现有技术中，还依靠术中CT荧光透视设备确定电子内镜位置以及使用体外金属针标记肿瘤病灶靶区；这种方法的一个缺点是辐射大，医生必须身着铅服完成手术，给医生造成了额外的负担；另一个缺点是无法提供靶区的解剖位置，医生需要在术中反复试探，寻找肿瘤位置，增加手术风险和手术时间。

因此,如何实现医疗器械的精准、便捷、可视化定位，是提供手术导航能力的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种手术器械的定位方法、系统及装置。

一种手术器械的定位方法,包括：

获取手术器械运动信息；

根据手术器械运动信息确定采集实时视频信息的位姿信息；

根据所述位姿信息、所述实时视频信息和术前影像信息确定手术器械的位姿。

进一步地，获取手术器械运动信息包括：

获取手术器械导管的位移长度、旋转角度、弯曲角度信息。

进一步地，所述根据手术器械运动信息确定采集实时视频信息的位姿信息包括：

根据所述位移长度和/或所述弯曲角度确定所述采集实时视频信息的位置信息；

根据所述旋转角度和/或所述弯曲角度确定所述采集实时视频信息的方向信息。

进一步地，所述获取手术器械导管的位移长度、旋转角度包括：

通过设置在手术导管外侧的传感器获取手术器械导管的位移长度和/或旋转角度。