[发明专利]一种脊柱后路手术术中实时评估与校正的方法

摘要

本发明公开了一种脊柱后路手术术中实时评估与校正的方法，通过X光片对脊柱的每一节段进行分割，与CT构建的3D模型的相应每一节段进行匹配，并估计刚体变换，从而得到配准结果；在此基础上，对脊柱整体进行拼合，重建出病人在手术台上的实时三维脊柱形态，对手术效果进行实时评估，及时校正置钉方位，对术中错误置钉进行补救，减小了手术风险，提高了手术成功率。本发明利用脊柱节段属于刚体，而整个脊柱属于非刚体，非刚体关节目标的2D/3D影像配准；通过2D影像估计椎弓根螺钉的3D位置，并重构手术置钉后病人脊柱的3D形态；解决了现有的脊柱后路手术术中缺少可视化的实时监控与校正，没有对手术中存在的危险进行及时补救的问题。

主权项

一种脊柱后路手术术中实时评估与校正的方法，其特征在于，该脊柱后路手术术中实时评估与校正的方法包括：步骤一，系统参数标定，实现C臂X射线机与CT设备坐标参数的统一，使病人经过两者成像后的结果，在系统中处于统一坐标系中；步骤二，获取的术中正侧位X片与术前CT序列片，分别把它们转换至各自相应的立体坐标系下，最后通过欧拉转换方法把它们统一到同一坐标系下；步骤三，术前CT的脊柱三维重建及椎节标定；通过对CT断层图像中脊柱特征及CT片中高亮度信号进行提取，分割获取脊柱断层图片，进行三维重建，获取脊柱的三维点云数据；通过三维点云数据，进行网格面片的构建，而后进行三维模型重构与渲染，获得脊柱三维模型；步骤四，二维X片脊柱与3D脊柱模型的椎节对应；根据术中置钉后正侧位X片脊椎与3D脊柱模型的的图像特征与医学特征共同确定椎节对应关系；步骤五，术中脊柱的准实时三维重构；根据术中置钉后正侧位X片脊椎与3D脊柱模型的图像特征，通过每一单个椎体阶段的2D‑3D配准，准实时的三维重构病人术中三维脊柱形态；步骤六，术中锥弓根螺钉定位与三维重构；步骤七，给出可视化的置钉指导置钉后实时监测结果，对于错误以及具有风险的置位螺钉，给出警告及提示，及时的校正与补救术中的操作。