[发明专利]一种基于增强现实的下颌骨手术导航显示配准方法

说明书

本发明涉及一种基于增强现实的下颌骨手术导航显示配准方法，包括：通过CT扫描获取患者头颅的医学图像数据；对所述患者头颅的医学图像数据进行三维重建，得到患者的下颌部位的三维数字模型，并根据所述患者的下颌部位的三维数字模型打印得到下颌骨实体；获取患者的牙模，通过所述牙模制作标志物支架；扫描得到所述标志物支架的三维数据，并将所述标志物支架的三维数据与所述下颌部位的三维数字模型进行拟合得到虚拟影像；将所述标志物支架固定于所述下颌骨实体上，并通过识别所述标志物支架呈现所述虚拟影像，将所述虚拟影像和所述下颌骨实体配准融合。本发明通过识别标志物支架实时将配准结果叠加到手术视野中，对医师进行指引和提醒。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种基于增强现实的下颌骨手术导航显示配准方法。

背景技术

在下颌骨手术中，合适的截骨面、保证手术效果与术前设计一致是手术成功的关键。但在实际手术过程中，口角与下颌骨之间只存在一狭小的视野缝隙，且过度牵拉易造成面神经下颌缘支损伤。因此，手术效果在很大程度上依赖于医师的临床经验；且导致下颌骨手术常见并发症的部分原因是因为医师只能根据术前CT图像的阅读和认识来进行操作，无法实时观察到术中下颌骨的组织结构和毗邻关系，如下牙槽神经血管束的走行，因而增加了手术风险。近10年来，随着增强现实技术的发展，给手术带来了更直观的方法。

目前增强现实与虚拟现实最主要的区别是能将手术设计的辅助信息投影到手术视野中，通过配准技术使虚拟影像与实体结构重叠，达到“透视”的效果。而应用虚拟现实，只能将手术设计的辅助信息显示在显示屏上，术者不得不在手术区域与显示屏之间不停地转换视野。虚拟现实因其交互性和简便性使其在复杂结构区域(如眶周、颞区等)的手术中发挥着越来越重要的作用。在脊柱手术、颅颌面手术、腹腔镜手术、耳鼻喉内镜手术中的应用均有报道，且帮助医生更直观的了解手术区域，获得了良好的手术效果，逐渐成为一种不可替代的手术辅助技术。

传统下颌骨手术中，外科医生是利用既有的临床经验和医学影像进行术中的判断分析。口内切口是目前最常用的手术方式，这种术式最困难的地方在于其术中视野的狭小和解剖关系的复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于增强现实的下颌骨手术导航显示配准方法，通过识别标志物支架实时将配准结果叠加到手术视野中，对医师进行指引和提醒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于增强现实的下颌骨手术导航显示配准方法，包括：

步骤(1)：通过CT扫描获取患者头颅的医学图像数据；

步骤(2)：对所述患者头颅的医学图像数据进行三维重建，得到患者的下颌部位的三维数字模型，并根据所述患者的下颌部位的三维数字模型打印得到下颌骨实体；

步骤(3)：获取患者的牙模，通过所述牙模制作标志物支架；

步骤(4)：扫描得到所述标志物支架的三维数据，并将所述标志物支架的三维数据与所述下颌部位的三维数字模型进行拟合得到虚拟影像；

步骤(5)：将所述标志物支架固定于所述下颌骨实体上，并通过识别所述标志物支架呈现所述虚拟影像，将所述虚拟影像和所述下颌骨实体配准融合。

所述步骤(2)还包括：根据所述下颌部位的三维数字模型设计截骨平面的三维数字模型，并将所述截骨平面的三维数字模型和所述下颌部位的三维数字模型进行合成。

所述步骤(2)中下颌部位的三维数字模型包括下颌骨的三维数字模型和左右两条下牙槽神经的三维数字模型。

所述步骤(3)中的标志物支架包括用于与患者固定的固定模块、与所述固定模块连接的连接模块，以及与所述连接模块连接的并用于进行配准的标志板模块。

所述步骤(4)中将所述标志物支架的三维数据与所述下颌部位的三维数字模型进行拟合得到虚拟影像时，至少选择3个点进行拟合。