[发明专利]手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法及装置

权利要求书

1.手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)基于医学三维重建技术，将手术过程中的重要解剖结构规划为靶点；

(2)采用实时的三维图形处理技术，在手术导航过程中同步计算手术器械前端与靶点的最近距离；

(3)通过一个圆环的百分比，动态显示手术器械前端与靶点的距离。

2.根据权利要求1所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在手术导航系统的二维视图中定位到目标靶点，以目标靶点在图像空间的三维坐标为球心，重建出一个半径为2mm的A颜色球体模型，在球体中用两条正交的直径标识出目标靶点的准确位置，并记录目标靶点的坐标。

3.根据权利要求2所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(2)中，通过空间配准技术，将目标靶点由图像坐标空间转换到患者所在的世界坐标空间；通过计算手术器械前端与所有目标靶点的距离，实时筛选出当前与手术器械前端距离最近的目标靶点，并显示出来。

4.根据权利要求3所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(2)中的空间配准技术采用NDI Polaris光学定位跟踪系统。

5.根据权利要求4所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当手术器械前端与最近的目标靶点的距离小于10mm时，在导航系统的三维视图中开始动态地显示以手术器械前端的位置为圆心、半径为2mm的B颜色的圆环，为医生使用手术器械接近目标靶点提供可视化跟踪。

6.根据权利要求5所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(3)中，用d表示手术器械前端与最近靶点的距离，则圆环显示的百分比通过公式(1)获得：

当手术器械前端与最近靶点完全重合时，显示100％的圆环，此时圆环恰好包裹住靶点处规划出的球体模型。

7.根据权利要求6所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当手术器械前端与最近靶点的距离在2mm以内时，这个靶点的球体模型变为C颜色，区别于其他靶点的A颜色，确保了跟踪目标的唯一性。

8.手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示装置，其特征在于：其包括：

规划模块，其配置来基于医学三维重建技术，将手术过程中的重要解剖结构规划为靶点；

计算模块，其配置来采用实时的三维图形处理技术，在手术导航过程中同步计算手术器械前端与靶点的最近距离；

显示模块，其配置来通过一个圆环的百分比，动态显示手术器械前端与靶点的距离。

9.根据权利要求8所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示装置，其特征在于：所述计算模块中，通过NDI Polaris光学定位跟踪系统，将目标靶点由图像坐标空间转换到患者所在的世界坐标空间；通过计算手术器械前端与所有目标靶点的距离，实时筛选出当前与手术器械前端距离最近的目标靶点，并显示出来。

10.根据权利要求9所述的手术导航中的靶点跟踪及距离动态图形化显示装置，其特征在于：所述显示模块中，当手术器械前端与最近的目标靶点的距离小于10mm时，在导航系统的三维视图中开始动态地显示以手术器械前端的位置为圆心、半径为2mm的B颜色的圆环，为医生使用手术器械接近目标靶点提供可视化跟踪；

用d表示手术器械前端与最近靶点的距离，则圆环显示的百分比通过公式(1)获得：

当手术器械前端与最近靶点完全重合时，显示100％的圆环，此时圆环恰好包裹住靶点处规划出的球体模型；

当手术器械前端与最近靶点的距离在2mm以内时，这个靶点的球体模型变为C颜色，区别于其他靶点的A颜色，确保了跟踪目标的唯一性。