[发明专利]一种手术图像空间映射装置、设备以及方法

说明书

本发明公开了一种手术图像空间映射装置，属于医学图像处理技术领域，包括若干标记物以及定位传感器，每一定位传感器与若干标记物刚性连接，通过定位传感器能够获得每一标记物的物理空间坐标，使用的定位传感器数量少，并且能够根据设计参数间接获取标记物中心在物理空间中的位置；手术图像空间映射装置能够固定于手术器械或人体表面，方便追踪手术器械或人体在物理空间中的位置姿态；通过手术图像空间映射装置能够快速建立物理空间与图像空间的转换关系，求解过程快速精准，本发明还涉及包括上述手术图像空间映射装置的设备及基于上述手术图像空间映射装置的手术图像空间映射方法。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其是涉及手术图像空间映射装置、设备以及方法。

背景技术

随着社会科学的发展，医疗技术也在不断的创新和突破。现在的临床诊断和治疗中对精准性要求越来越高。过去的疾病的诊断往往依靠临床医生丰富的个人经验，诊断和手术治疗的准确性和成功率往往不高，而结合医学影像的手术导航的出现能够最大程度的辅助医生完成高难度的手术。目前手术导航广泛应用于外科手术和介入治疗术中，也被普遍认为是最佳的解决方案。在脑立体定向手术、神经外科手术、放射介入诊疗手术等复杂手术中均采用手术导航进行精准治疗。

手术导航系统的原理是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构通过空间映射准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。手术导航系统主要以CT，MRI和超声等图像为基础，在电脑导航系统中显示图像和器械的运动。

现有空间映射方法基本原理为同时获取若干特征点在虚拟图像空间和真实物理空间中的坐标点，其中虚拟图像空间中的坐标点通过可在虚拟图像中显像的标记球获得，物理图像空间中的坐标点通过空间定位装置的传感器获得。然而，传感器的中心无法与标记球的中心重合，一般通过专用的空间定位探针获取标记球表面某处的真实物理空间坐标，同时在图像中选取标记球表面对应位置的坐标，但此方法操作繁琐耗时，且无法保证所选的图像空间坐标与物理空间坐标为同一位置，空间映射精度较差。与此同时，由于标记点数量为有限个，图像空间中的标记点集与物理空间中的标记点集需一一对应，但实际使用时可能无法确定标记点对应关系，空间映射有失败风险。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种手术图像空间映射装置，自动获取标记物中心的物理空间坐标，自动确定图像空间与物理空间对应关系，过程快速准确。

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供一种手术图像空间映射设备，自动获取标记物中心的物理空间坐标，自动确定图像空间与物理空间对应关系，过程快速准确。

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之三在于提供一种手术图像空间映射方法，自动获取标记物中心的物理空间坐标，自动确定图像空间与物理空间对应关系，过程快速准确。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种手术图像空间映射装置，包括若干标记物以及定位传感器，每一所述定位传感器与多个所述标记物刚性连接，通过所述定位传感器能够获得与其刚性连接的每一所述标记物的物理空间坐标。

进一步的，所述手术图像空间映射装置还包括若干安装部，若干安装部固定连接，所述安装部的数量与所述标记物数量相同，每一所述标记物固定于一所述安装部端部。

进一步的，相邻两所述安装部之间相互垂直。

进一步的，所述标记物的数量至少为四个，并且若干所述标记物不共面。

进一步的，任意两标记物之间的距离不相同。

进一步的，最接近的任意两标记物之间的距离之差大于2mm。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：