CN101862220A - 基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，包含结构光扫描仪、红外导航定位仪、动态基准、带红外发光二极管的手术器械和计算机；其中，结构光扫描仪和红外导航定位仪定位布置；手术器械上安装若干红外发光二极管，它们所发出的红外光被红外导航定位仪所捕获，从而确定红外导航定位仪的导航坐标系和手术器械的手术器械坐标系之间的关系；夹持在患者脊椎骨上的动态基准，其同样设有若干红外发光二极管，用于实时跟踪患者坐标系相对导航坐标系的变化。本发明利用结构光扫描图像代替医生手动取点，减少了手动操作误差，并减少了X光对医生和患者的伤害；所提出的动态基准还具有体积小，功能强的特点，能提高手术可靠性和植钉精度，减少手术创伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于脊柱手术中的计算机辅助手术系统及方法，且特别地，涉及手术前CT扫描与手术中结构光图像的配准系统及方法。
背景技术
椎弓根内固定术是一种治疗胸腰椎段脊柱骨折的标准化常规手术，该方法通过植入椎弓根螺钉来稳定脊柱，可用于治疗腰椎滑脱，胸腰椎骨折等症。由于椎弓根邻近脊髓、神经系统，在手术中，椎弓根往往不可见，所以手术难度很高，临床研究表明传统椎弓根内固定术的螺钉偏移率为28～40％。
计算机辅助骨科手术(Computer Aided Orthopedic Surgery，也称CAOS)在医学影像，如CT，MRI，X光或三维超声等的导引下，利用导航仪跟踪手术器械的位置，从而可以把虚拟手术器械与植钉部位融合并显示在屏幕上，来增加手术的可视性，帮助医生避开重要的器官与组织，从而提高植钉精度，减少术中创伤。根据所使用图像模态的不同，计算机辅助脊椎手术一般可分为基于CT图像与基于C型臂透视图像两种，其中C型臂手术导航又分为二维和三维两种。
以基于CT图像导航为例，导航脊柱手术可以分为以下步骤：
1.手术前采集患者CT影像数据，并将其导入计算机导航系统，重建脊椎骨三维模型，并规划术中手术路径。由于该系统采用单椎体表面配准方式，所以要根据三维重建图像，在拟手术椎体后方表面选取3～5个特征点，待手术中用于点配准。并确定椎弓根钉的植入位置及螺钉的长度与直径。
2.术中暴露出患者脊柱后方解剖结构后，在棘突上安装动态基准。由于动态基准和手术器械上都装有红外发光二极管，其光线被导航仪所捕获，从而确定了患者坐标系与手术器械坐标系的关系。然后用导航探针点出术前设计的特征点在脊椎骨上的实际位置，进行点配准和面配准。导航系统计算出此时的配准误差，如果误差可以接受，即可进行导航手术，在三维影像的引导下，进行植钉。
临床对比试验表明，利用导航手术能大大提高植钉精度，减少植钉偏移率。但现有的商用骨科导航手术系统仍存在若干缺陷，需要改进。如使用Stryker公司的红外主动诱导手术导航系统进行临床手术，医生反映利用该系统进行点配准时，受操作误差与点配准方法影响，配准精度并不理想；并且手术中难以避免手术器械与动态基准发生碰撞，这样就改变了配准关系，需重新进行配准，延长了手术时间。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型的基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，主要包括结构光扫描仪、红外导航定位仪、动态基准、带红外发光二极管的手术器械和计算机等，可利用结构光扫描仪获取手术部位的局部骨表面图像，再利用多区域ICP配准算法对结构光图像与CT图像进行配准，之后利用红外导航定位仪和动态基准实现手术空间、结构光图像空间和CT图像空间的位置映射变化，从而帮助医生在CT图像上实现手术导航。
本发明的技术方案为：
一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，包含结构光扫描仪、红外导航定位仪、动态基准、带红外发光二极管的手术器械和计算机；其中，结构光扫描仪和红外导航定位仪定位布置；手术器械上安装若干红外发光二极管，它们所发出的红外光被红外导航定位仪所捕获，从而确定红外导航定位仪的导航坐标系和手术器械的手术器械坐标系之间的关系；夹持在患者脊椎骨上的动态基准，其同样设有若干红外发光二极管，用于实时跟踪患者坐标系相对导航坐标系的变化。
该动态基准包含基座，基座下端为U型卡槽，该U型卡槽通过固紧螺钉调节开口大小，基座上装设有若干红外发光二极管，而每个红外发光二极管同心布置一个标记点，标记点内圆外方，结构光扫描时将他们扫描进去，通过图像处理可以获取其圆心，结构光图像中这些标记点的中心与导航坐标系确定的红外发光二极管坐标一一对应。
上述的红外发光二极管均为3-5个。
一种用于基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统的动态基准，该动态基准包含基座，基座下端为U型卡槽，该U型卡槽通过固紧螺钉调节开口大小，基座上装设有若干红外发光二极管，而每个红外发光二极管同心布置一个标记点，标记点内圆外方。
一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，用结构光对手术部位进行三维扫描，通过改进的ICP算法进行多区域组合配准，再利用红外导航定位仪和动态基准，对导航仪坐标系、结构光图像坐标系、患者坐标系和手术器械坐标系之间进行坐标变换，从而将手术器械位置导入术前CT图像，实现术中导航。
首先利用CT扫描获取脊椎骨的CT数据，利用计算机重建出三维模型，在模型上圈定面配准区域，并选取三个特征点供手术中预配准使用；在手术室中布置结构光扫描仪和红外导航定位仪，手术器械上安装若干红外发光二极管，它们所发出的红外光被红外导航定位仪所捕获，从而确定红外导航定位仪的导航坐标系和手术器械的手术器械坐标系之间的关系；夹持在患者脊椎骨上的动态基准，其同样设有若干红外发光二极管，用于实时跟踪患者坐标系相对导航坐标系的变化；手术中利用结构光扫描仪发出的结构光扫描手术局部部位，获得局部骨表面图像并与术前三维CT图像进行配准；利用红外导航定位仪和动态基准，对导航仪坐标系、结构光图像坐标系、患者坐标系和手术器械坐标系之间进行坐标变换，计算手术部位在术中发生变化情况下，手术器械在术前三维CT图像中的相对位置，实现手术导航。
采用预配准与多区域ICP配准相结合的方法来确定术前CT图像与术中结构光图像的坐标转换关系，首先估算出两组点集中每一点的法矢和曲率，所有的曲率相近点构成一系列点对，计算将每个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换，每个点对间所有可能的三维变换构建一个哈希列表，找出列表中使得最多数量的点对法矢一致的变换，该变换能够实现2个点集的粗略配准，将粗略配准后2个点云的位置作为新的初始位置，运用多区域ICP算法对散乱点云的初始配准结果做进一步地优化，从而实现散乱点云的精确配准。
动态基准装有若干红外发光二极管用于导航仪定位，每个红外发光二极管同心还布置一个标记点，标记点内圆外方，可同时进行结构光扫描，结构光图像中这些标记点的中心与导航仪坐标系确定的红外发光二极管的坐标一一对应。
由于一次测量通常不能获取待测脊椎骨的全部三维信息，需要进行多视角测量，需要将各次测量所获得的三维信息拼接到一起形成一个整体。
简述如下：
术前通过CT扫描获取手术部位的三维CT图像。
术中利用结构光扫描仪对手术部位和手术部位上面固定好的动态基准进行局部扫描，获取脊椎骨与动态基准的结构光图像，然后利用多区域ICP配准算法对结构光图像与CT图像进行配准，计算出两图像坐标系的转换关系。
由于动态基准上不仅装有红外发光二极管，可被光学导航仪捕获，还贴有可被结构光扫描仪识别的标记点，所以可以计算出光学导航仪与结构光图像坐标系的转换关系。而手术器械也安装红外发光二极管，与同样被光学导航仪导航的动态基准也建立了联系，这样术中，术前的各坐标系都确立了转换关系，通过医学图像，医生就可以在屏幕上看到，手术器械与脊椎骨实时的相对位置，从而进行导航手术。
对比现有手术方法，本发明提出的基于结构光扫描的椎弓根导航手术有以下有益效果：
(1)相对传统椎弓根手术，本发明能够让医生在术中有更好的视野，能实时观察到手术器械相对椎弓根的位置，降低手术难度，并提高植钉精度；
(2)相对于基于二维C臂导航手术，本发明所使用的术前CT是三维医学图像，质量很高，可以用于直径更细小的颈椎手术，三维重建后医生可以观察任意视角下椎弓根钉相对手术部位的位姿，提高手术安全性，并可减少术中医生被X光辐射；
(3)相对于现有商用CT导航手术，本发明使用的结构光图像与CT图像的多区域ICP配准算法替代了前者的点配准方法，减少了医生手动取点误差，且面配准使用更多的配准点，精度比点配准有很大提高；
(4)本发明提出的改进型动态基准，体积比较小，可以减少手术中被触碰到的几率，避免触碰后重新配准的过程，可以缩短手术时间，并且利用该动态基准，还可以实现结构光图像与导航仪坐标系的坐标转换。
附图说明
图1为本发明实现的基于结构光扫描的椎弓根导航手术系统工作流程图；
图2为本发明对脊椎骨重建后的三维模型；
图3为本发明中导航仪对手术器械与动态基准定位的示意图；
图4为本发明中双摄像机结构光测量系统的原理图；
图5为本发明中改进后的动态基准的结构图。
具体实施方式
如图1所示，首先对患者进行术前扫描，获取其脊椎骨的CT数据1。CT是以X线束从多个方向沿着人体某一选定断层层面透射，测定透过的X线量，数字化后经过计算得出该层层面组织各个单位体积的吸收系数，然后重建成图像的一种成像技术。CT图像以不同的灰度值来表示，反映了各器官和组织对X线的吸收与透过率的不同。其中黑影表示低吸收区，即低密度区，如软组织；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。根据不同组织间的灰度阶跃设置分解阈值，再利用该阈值将CT图像中各器官的边界提取出来，作为三维重建的轮廓输入。具体操作时，本文首先将DICOM格式的CT图像导入Mimics软件，根据经验值设定灰度阈值来提取出骨骼表面，再重建出骨骼的三维模型2，如图2所示是对一脊椎骨重建后的骨骼表面图像。医生可以根据脊椎骨的形态确定手术时植钉点的位置及植钉的角度。然后需要在模型上圈定面配准区域，一般取棘突及其附近骨骼表面，用于术中和结构光图像配准，并点出三个特征点供手术中预配准使用3。
在本具体实施例中，手术室里布置加拿大××公司的××红外导航定位仪与北京三维天远公司的OKIO-II结构光扫描仪4。
如图3所示，××红外导航定位仪定位原理类似卫星定位原理，在手术器械上安装有3～5个红外主动红外发光二极管，它们所发出的红外光被导航仪的摄像机所捕获，从而可以确定导航仪坐标系(C-cos)和手术器械坐标系(T-cos)之间的关系。由于呼吸或手术需要，手术中患者位姿会有所变动，所以要在患者脊椎骨上夹持一同样装有红外发光二极管的动态基准(DRB)，以实时跟踪患者坐标系(A-cos)相对导航仪坐标系的变化。这样，如果需要跟踪某物体在手术空间的位姿变化，只需在该物体上安装红外发光二极管即可实现。并且各物体间实时的相对位置关系也可以计算出来。
图4是OKIO-II结构光扫描仪的双摄像机结构光测量系统基本原理图，结构光扫描仪以及其工作原理是现有技术，在此简要说明。该系统结合了投影栅相位法与立体视觉原理，可以看出，该系统由投影装置401与两个摄像机402、403组成。投影装置401将有具有某种特性的光(称为结构光)投射到物体上，结构光包括解相光栅和一系列编码光栅，光栅图像投影到被扫描物体表面后，由两台安装在不同角度上的摄像机402、403同时摄取图像。规则的光栅受到物体表面高度的调制而发生变形，这样就可以通过解相和基于结构光编码的相展开方法得到被调制光栅的相位，从而解决两幅图像上空间点的对应问题，并通过两台摄像机的三角交汇得到形体的三维坐标信息。
术中首先要对两架摄像机402、403分别进行标定，获取各自的内外参数。再联合两部摄像机的外参数，获取两者的空间位置关系。对摄像机内外参数的标定，需要借助标定块进行。然后向待测三维形体表面投射结构光栅，以获取三维形体表面相位信息。两架摄像机分别拍摄在变形后的光栅，计算光栅中所包含的相位信息。该系统投射的结构光栅供包括11幅图像，其中4幅相主值包含了结构光栅的相主值信息，7幅相周期包含了结构光栅的相周期信息。通过解相与相展开过程可以分别得到投影光栅的相主值与相周期信息，叠加相主值与相周期即可得到三维形体表面各点上变形后光栅的相位信息。
这样就可以结合外极线几何与步骤2中获得的相位，匹配两架摄像机中的图像上的点。对匹配后的图像利用步骤1中标定出的两架摄像机的内外参数和空间位置关系，计算待测物体表面各点的三维坐标，重构出三维形体表面的三维信息。
由于一次测量通常不能获取待测脊椎骨的全部三维信息，需要进行多视角测量。最好需要将各次测量所获得的三维信息拼接到一起形成一个整体。
实际手术中，医生在手术部位夹持动态基准，然后利用结构光扫描仪对棘突及动态基准进行扫描，获取其表面的三位形貌。动态基准如图5所示，紧固螺钉504通过调节基座503下端U型卡槽两侧的距离将基准固定在手术部位。本实施例中，在基准上装有三个红外发光二极管502，发出的红外光可以被导航仪所捕捉，这样就可以实时跟踪由于呼吸而引起的患者坐标系的运动，而每个红外发光二极管502同心还布置一个标记点501，这些标记点内圆外方，结构光扫描时将它们扫描进去，通过图像处理可以获取其圆心，结构光图像中这些标记点501的中心与导航仪坐标系确定的红外发光二极管502的坐标一一对应。
将某红外发光二极管的中心(同时也是标记点的圆心)在导航仪坐标系(C-cos)、结构光图像坐标系(S-cos)与动态基准确定的患者坐标系(P-cos)下的坐标分别记作三维向量VC，VS，VP，则
VC＝VP·TP，C，VS＝VP·TP，S
即
VS＝VC·(TP，C)-1·TP，S
其中，TP，C为患者坐标系(P-cos)到导航仪坐标系(C-cos)的坐标转换矩阵，TP，S为患者坐标系(P-cos)到结构光图像坐标系(S-cos)的坐标转换矩阵。
而手术器械也安装有红外发光二极管，这样也确立了一个局部坐标系，设为T-COS，利用光学定位仪来跟踪其变化。设在手术器械坐标系(T-cos)下，任一点的位置用向量VT表示(下标T代表向量所在的坐标系T-COS)，利用光学定位仪所给出的转换关系，可以将它首先变换到患者局部坐标系下，用矢量VP表示，即
VP＝VT·TT，P
其中，·TT，P为手术器械坐标系(T-cos)到患者坐标系(P-cos)的坐标转换矩阵。
这样就确定了术中手术空间内任一点在C-cos，S-cos，P-cos和T-cos各坐标系下的坐标转换关系，其中用光学导航方法确定了C-cos，T-cos，P-cos之间的转换，而后通过动态基准结构的改进，使得S-cos坐标系与导航仪之间联系起来。
为了将术前CT图像引入术中导航，本发明结合预配准6与多区域ICP面配准7对结构光图像与CT图像进行面配准。Besl等提出的最近点迭代(Iterative closest point，ICP)算法是现有多种用于不同模态点云数据的自动配准算法中，运用最为广泛的。但ICP算法具有局部收敛性，要求两组点云的初始位置不能相差太大，否则将导致ICP收敛方向的不确定性，从而导致配准失败。因此，本发明采取预配准6与多区域ICP配准7相结合的方法来确定术前CT图像与术中结构光图像的坐标转换关系。
其基本思想是，首先估算出两组点集中每一点的法矢和曲率，所有的曲率相近点构成一系列点对，计算将每个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换，每个点对间所有可能的三维变换构建一个哈希列表，找出列表中使得最多数量的点对法矢一致的变换，该变换能够实现2个点集的粗略配准。将粗略配准后2个点云的位置作为新的初始位置，运用多区域ICP算法对散乱点云的初始配准结果做进一步地优化，从而实现散乱点云的精确配准。
这样，手术空间的各个局部坐标系就可以借助术中结构光图像4与术前CT图像2的配准，来确定各自与术前CT图像的坐标转换关系，并将手术器械与椎弓根的相对位置关系在CT图像上显现出来，指导医生进行导航手术。
Claims (9)
1.一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，其特征在于：
包含结构光扫描仪、红外导航定位仪、动态基准、带红外发光二极管的手术器械和计算机；
其中，手术室布置结构光扫描仪和红外导航定位仪；手术器械上安装若干红外发光二极管，它们所发出的红外光被红外导航定位仪所捕获，从而确定红外导航定位仪的导航坐标系和手术器械的手术器械坐标系之间的关系；
夹持在患者脊椎骨上的动态基准，其同样设有若干红外发光二极管，用于实时跟踪患者坐标系相对导航坐标系的变化。
2.如权利要求1所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，其特征在于：该动态基准包含基座，基座下端为U型卡槽，该U型卡槽通过固紧螺钉调节开口大小，基座上装设有若干红外发光二极管，而每个红外发光二极管同心布置一个标记点，标记点内圆外方，结构光扫描时将他们扫描进去，通过图像处理可以获取其圆心，结构光图像中这些标记点的中心与导航坐标系确定的红外发光二极管坐标一一对应。
3.如权利要求1或2所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统，其特征在于：上述的红外发光二极管均为3-5个。
4.一种用于基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术系统的动态基准，其特征在于：该动态基准包含基座，基座下端为U型卡槽，该U型卡槽通过固紧螺钉调节开口大小，基座上装设有若干红外发光二极管，而每个红外发光二极管同心布置一个标记点，标记点内圆外方。
5.一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，其特征在于：用结构光对手术部位进行三维扫描，通过改进的ICP算法进行多区域组合配准，再利用红外导航定位仪和动态基准，对导航仪坐标系、结构光图像坐标系、患者坐标系和手术器械坐标系之间进行坐标变换，从而将手术器械位置导入术前CT图像，实现术中导航。
6.如权利要求5所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，其特征在于：首先利用CT扫描获取脊椎骨的CT数据，利用计算机重建出三维模型，在模型上圈定面配准区域，并选取三个特征点供手术中预配准使用；
在手术室中布置结构光扫描仪和红外导航定位仪，手术器械上安装若干红外发光二极管，它们所发出的红外光被红外导航定位仪所捕获，从而确定红外导航定位仪的导航坐标系和手术器械的手术器械坐标系之间的关系；夹持在患者脊椎骨上的动态基准，其同样设有若干红外发光二极管，用于实时跟踪患者坐标系相对导航坐标系的变化；
手术中利用结构光扫描仪发出的结构光扫描手术局部部位，获得局部骨表面图像并与术前三维CT图像进行配准；
利用红外导航定位仪和动态基准，对导航仪坐标系、结构光图像坐标系、患者坐标系和手术器械坐标系之间进行坐标变换，计算手术部位在术中发生变化情况下，手术器械在术前三维CT图像中的相对位置，实现手术导航。
7.如权利要求5或6所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，其特征在于：采用预配准与多区域ICP配准相结合的方法来确定术前CT图像与术中结构光图像的坐标转换关系，首先估算出两组点集中每一点的法矢和曲率，所有的曲率相近点构成一系列点对，计算将每个点对的法矢方向映射为一致的三维空间变换，每个点对间所有可能的三维变换构建一个哈希列表，找出列表中使得最多数量的点对法矢一致的变换，该变换能够实现2个点集的粗略配准，将粗略配准后2个点云的位置作为新的初始位置，运用多区域ICP算法对散乱点云的初始配准结果做进一步地优化，从而实现散乱点云的精确配准。
8.如权利要求5或6所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，其特征在于：动态基准装有若干红外发光二极管用于导航仪定位，每个红外发光二极管同心还布置一个标记点，标记点内圆外方，可同时进行结构光扫描，结构光图像中这些标记点的中心与导航仪坐标系确定的红外发光二极管的坐标一一对应。
9.如权利要求5或6所述的一种基于结构光图像的椎弓根内固定导航手术方法，其特征在于：由于一次测量通常不能获取待测脊椎骨的全部三维信息，需要进行多视角测量，需要将各次测量所获得的三维信息拼接到一起形成一个整体。
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Cited By (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101984931A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-03-16 | 上海应用技术学院 | 股骨头无菌性坏死微创手术计算机辅助导航系统 |
| CN102772244A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-14 | 南京航空航天大学 | 一种用于椎弓根螺钉植入的术中导航系统 |
| CN102784003A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-11-21 | 北京先临华宁医疗科技有限公司 | 一种基于结构光扫描的椎弓根内固定手术导航系统 |
| CN104080401A (zh) * | 2011-11-17 | 2014-10-01 | 泰克梅德3D公司 | 生成人体对象虚拟模型的方法及系统 |
| CN104146767A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-11-19 | 薛青 | 辅助外科手术的术中导航方法和导航系统 |
| CN104224321A (zh) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 上海优益基医疗器械有限公司 | 采用无线面配准的手术导航系统及面配准信号采集方法 |
| CN104574292A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-29 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种ct图像的校正方法和装置 |
| CN104899916A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-09-09 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 基于光栅投影的人体颈椎三维重构方法及装置 |
| CN105078573A (zh) * | 2014-05-11 | 2015-11-25 | 复旦大学 | 基于手持式扫描仪的神经导航空间配准方法 |
| WO2016044934A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 7D Surgical Inc. | Tracking marker support structure and surface registration methods employing the same for performing navigated surgical procedures |
| CN106037964A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-10-26 | 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 | 基于印模材料的医学图像配准方法 |
| CN107028659A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-11 | 新博医疗技术有限公司 | 一种ct图像引导下的手术导航系统及导航方法 |
| CN107174343A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-19 | 南京普爱医疗设备股份有限公司 | 基于红外光学定位系统的三维骨科手术导航空间配准方法 |
| WO2018027793A1 (zh) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种开颅手术中可视化脑功能结构定位方法及系统 |
| CN107978012A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种数据处理方法及电子设备 |
| CN108140242A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-06-08 | 西门子股份公司 | 视频摄像机与医学成像的配准 |
| CN108601630A (zh) * | 2015-12-22 | 2018-09-28 | 斯栢迈股份公司 | 在脊柱区域和邻近胸廓、骨盆或头部的区域的外科手术期间的术中图控导航装置 |
| CN108618840A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-09 | 河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院） | 一种骨折内固定空心钉取出中的受力信息采集系统 |
| CN109009438A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-18 | 上海逸动医学科技有限公司 | 柔性无创定位装置及其在术中手术路径规划的应用及系统 |
| CN109124673A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-01-04 | 南方医科大学南方医院 | 一种基于红外摄像头的x线辅助摄影方法、系统及装置 |
| CN109549705A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-02 | 华科精准（北京）医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统及其使用方法 |
| CN109559349A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 虹软科技股份有限公司 | 一种用于标定的方法和装置 |
| CN109700529A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-05-03 | 常州锦瑟医疗信息科技有限公司 | 一种用于可弯曲刚性组织的导航系统 |
| CN109925058A (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-25 | 吕海 | 一种脊柱外科微创手术导航系统 |
| CN110141363A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-20 | 苏州大学 | 一种基于结构光扫描的脊柱多阶段配准方法 |
| CN110215281A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-10 | 北京和华瑞博科技有限公司 | 一种基于全膝置换手术的股骨或胫骨配准方法及装置 |
| CN110325141A (zh) * | 2017-02-21 | 2019-10-11 | 株式会社高永科技 | 影像整合装置及影像整合方法 |
| CN110811832A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-21 | 苏州微创畅行机器人有限公司 | 截骨校验方法、校验设备、可读存储介质及骨科手术系统 |
| CN110946652A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-03 | 北京工业大学 | 一种骨螺钉的钉道规划方法和装置 |
| WO2020125261A1 (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | 苏州雷泰医疗科技有限公司 | 基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统及其方法 |
| CN111383497A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 哈雷医用(广州)智能技术有限公司 | 一种模拟手术刀方法及装置 |
| WO2020187289A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Brain Navi Biotechnology Co., Ltd. | Method and system of determining operation pathway based on image matching |
| CN112315581A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-05 | 上海霖晏医疗科技有限公司 | 一种椎弓根螺钉进钉点的确定方法及装置 |
| CN112451096A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 广州艾目易科技有限公司 | 一种示踪器识别信息的生成方法及装置 |
| CN112581606A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-30 | 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 | 一种脊柱椎弓根螺钉植入手术导航方法 |
| CN112826519A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-05-25 | 上海霖晏医疗科技有限公司 | 一种用于检测配准精度的标准块 |
| CN113116523A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-16 | 元化智能科技(深圳)有限公司 | 骨科手术配准装置、终端设备和存储介质 |
| CN113576664A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 点云空间注册方法、装置、设备和光学投射装置 |
| CN113616350A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-09 | 元化智能科技(深圳)有限公司 | 标记点选取位置的验证方法、装置、终端设备和存储介质 |
| CN113855287A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-12-31 | 上海优医基医疗影像设备有限公司 | 一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法 |
| WO2022017022A1 (zh) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 空间定位方法、相关装置以及导航棒 |
| CN114224482A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-25 | 上海由格医疗技术有限公司 | 基于关键点跟踪的定位方法、系统、设备、终端及应用 |
| CN116019554A (zh) * | 2021-12-15 | 2023-04-28 | 商丘市第一人民医院 | 一种脊柱外科导航中空间配准加速方法及系统 |
| WO2024098806A1 (zh) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 中南大学 | 一种基于射频定位芯片的外科手术导航系统 |
-
2009
- 2009-04-15 CN CN200910082110A patent/CN101862220A/zh active Pending
Cited By (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101984931A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-03-16 | 上海应用技术学院 | 股骨头无菌性坏死微创手术计算机辅助导航系统 |
| CN104080401A (zh) * | 2011-11-17 | 2014-10-01 | 泰克梅德3D公司 | 生成人体对象虚拟模型的方法及系统 |
| CN104080401B (zh) * | 2011-11-17 | 2016-08-24 | 泰克梅德3D公司 | 生成人体对象虚拟模型的方法及系统 |
| CN102784003A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-11-21 | 北京先临华宁医疗科技有限公司 | 一种基于结构光扫描的椎弓根内固定手术导航系统 |
| CN102784003B (zh) * | 2012-07-20 | 2014-10-15 | 李书纲 | 一种基于结构光扫描的椎弓根内固定手术导航系统 |
| CN102772244A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-14 | 南京航空航天大学 | 一种用于椎弓根螺钉植入的术中导航系统 |
| CN104224321A (zh) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 上海优益基医疗器械有限公司 | 采用无线面配准的手术导航系统及面配准信号采集方法 |
| CN104146767A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-11-19 | 薛青 | 辅助外科手术的术中导航方法和导航系统 |
| CN105078573B (zh) * | 2014-05-11 | 2017-12-01 | 复旦大学 | 基于手持式扫描仪的神经导航空间配准方法 |
| CN105078573A (zh) * | 2014-05-11 | 2015-11-25 | 复旦大学 | 基于手持式扫描仪的神经导航空间配准方法 |
| US10463434B2 (en) | 2014-09-24 | 2019-11-05 | 7D Surgical Inc. | Tracking marker support structure and surface registration methods employing the same for performing navigated surgical procedures |
| WO2016044934A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 7D Surgical Inc. | Tracking marker support structure and surface registration methods employing the same for performing navigated surgical procedures |
| CN106999247B (zh) * | 2014-09-24 | 2020-10-16 | 7D外科有限公司 | 用于执行导航外科手术过程的跟踪标记支承结构以及采用其的表面配准方法 |
| CN106999247A (zh) * | 2014-09-24 | 2017-08-01 | 7D外科有限公司 | 用于执行导航外科手术过程的跟踪标记支承结构以及采用其的表面配准方法 |
| US9993215B2 (en) | 2014-11-26 | 2018-06-12 | Shenyang Neusoft Medical Systems Co., Ltd. | CT image correction |
| CN104574292A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-29 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种ct图像的校正方法和装置 |
| CN104574292B (zh) * | 2014-11-26 | 2018-06-26 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种ct图像的校正方法和装置 |
| CN104899916B (zh) * | 2015-04-17 | 2018-11-20 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 基于光栅投影的人体颈椎三维重构方法及装置 |
| CN104899916A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-09-09 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 基于光栅投影的人体颈椎三维重构方法及装置 |
| CN108140242A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-06-08 | 西门子股份公司 | 视频摄像机与医学成像的配准 |
| CN108601630A (zh) * | 2015-12-22 | 2018-09-28 | 斯栢迈股份公司 | 在脊柱区域和邻近胸廓、骨盆或头部的区域的外科手术期间的术中图控导航装置 |
| WO2018027793A1 (zh) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种开颅手术中可视化脑功能结构定位方法及系统 |
| CN106037964A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-10-26 | 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 | 基于印模材料的医学图像配准方法 |
| CN106037964B (zh) * | 2016-08-16 | 2019-07-16 | 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 | 基于印模材料的医学图像配准方法 |
| CN107028659B (zh) * | 2017-01-23 | 2023-11-28 | 新博医疗技术有限公司 | 一种ct图像引导下的手术导航系统及导航方法 |
| CN107028659A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-11 | 新博医疗技术有限公司 | 一种ct图像引导下的手术导航系统及导航方法 |
| CN110325141A (zh) * | 2017-02-21 | 2019-10-11 | 株式会社高永科技 | 影像整合装置及影像整合方法 |
| CN110325141B (zh) * | 2017-02-21 | 2022-05-06 | 株式会社高迎科技 | 影像整合装置及影像整合方法 |
| CN107174343A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-19 | 南京普爱医疗设备股份有限公司 | 基于红外光学定位系统的三维骨科手术导航空间配准方法 |
| CN109559349A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 虹软科技股份有限公司 | 一种用于标定的方法和装置 |
| CN109559349B (zh) * | 2017-09-27 | 2021-11-09 | 虹软科技股份有限公司 | 一种用于标定的方法和装置 |
| CN107978012A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种数据处理方法及电子设备 |
| CN109925058A (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-25 | 吕海 | 一种脊柱外科微创手术导航系统 |
| CN108618840A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-09 | 河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院） | 一种骨折内固定空心钉取出中的受力信息采集系统 |
| CN109700529B (zh) * | 2018-05-29 | 2021-09-03 | 常州锦瑟医疗信息科技有限公司 | 一种用于可弯曲刚性组织的导航系统 |
| CN109700529A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-05-03 | 常州锦瑟医疗信息科技有限公司 | 一种用于可弯曲刚性组织的导航系统 |
| CN109124673B (zh) * | 2018-06-25 | 2022-03-04 | 南方医科大学南方医院 | 一种基于红外摄像头的x线辅助摄影方法、系统及装置 |
| CN109124673A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-01-04 | 南方医科大学南方医院 | 一种基于红外摄像头的x线辅助摄影方法、系统及装置 |
| CN109009438A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-18 | 上海逸动医学科技有限公司 | 柔性无创定位装置及其在术中手术路径规划的应用及系统 |
| CN109009438B (zh) * | 2018-09-13 | 2021-06-01 | 上海逸动医学科技有限公司 | 柔性无创定位装置及其在术中手术路径规划的应用及系统 |
| WO2020125261A1 (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | 苏州雷泰医疗科技有限公司 | 基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统及其方法 |
| CN111383497A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 哈雷医用(广州)智能技术有限公司 | 一种模拟手术刀方法及装置 |
| CN109549705B (zh) * | 2019-01-21 | 2024-04-26 | 华科精准（北京）医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统及其使用方法 |
| CN109549705A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-02 | 华科精准（北京）医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统及其使用方法 |
| CN114711969B (zh) * | 2019-01-21 | 2023-10-31 | 华科精准（北京）医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统及其使用方法 |
| CN114711969A (zh) * | 2019-01-21 | 2022-07-08 | 华科精准（北京）医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统及其使用方法 |
| CN113597288A (zh) * | 2019-03-19 | 2021-11-02 | 钛隼生物科技股份有限公司 | 基于影像匹配确定手术路径的方法与系统 |
| US12096988B2 (en) | 2019-03-19 | 2024-09-24 | Brain Navi Biotechnology Co., Ltd. | Method and system of determining operation pathway based on image matching |
| CN113597288B (zh) * | 2019-03-19 | 2024-03-01 | 钛隼生物科技股份有限公司 | 基于影像匹配确定手术路径的方法与系统 |
| WO2020187289A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Brain Navi Biotechnology Co., Ltd. | Method and system of determining operation pathway based on image matching |
| CN110215281A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-10 | 北京和华瑞博科技有限公司 | 一种基于全膝置换手术的股骨或胫骨配准方法及装置 |
| CN110215281B (zh) * | 2019-06-11 | 2020-07-10 | 北京和华瑞博医疗科技有限公司 | 一种基于全膝置换手术的股骨或胫骨配准方法及装置 |
| CN110141363A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-20 | 苏州大学 | 一种基于结构光扫描的脊柱多阶段配准方法 |
| CN110811832A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-21 | 苏州微创畅行机器人有限公司 | 截骨校验方法、校验设备、可读存储介质及骨科手术系统 |
| US11918194B2 (en) | 2019-11-21 | 2024-03-05 | Suzhou MicroPort Orthobot Co., Ltd. | Osteotomy calibration method, calibration device and orthopedic surgery system |
| CN110946652B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-11-12 | 北京工业大学 | 一种骨螺钉的钉道规划方法和装置 |
| CN110946652A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-03 | 北京工业大学 | 一种骨螺钉的钉道规划方法和装置 |
| WO2022017022A1 (zh) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 空间定位方法、相关装置以及导航棒 |
| JP7449400B2 (ja) | 2020-07-21 | 2024-03-13 | テンセント・テクノロジー・（シェンジェン）・カンパニー・リミテッド | 空間位置決め方法、関連装置およびナビゲーションスティック |
| JP2023516930A (ja) * | 2020-07-21 | 2023-04-21 | テンセント・テクノロジー・（シェンジェン）・カンパニー・リミテッド | 空間位置決め方法、関連装置およびナビゲーションスティック |
| CN112315581A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-05 | 上海霖晏医疗科技有限公司 | 一种椎弓根螺钉进钉点的确定方法及装置 |
| CN112451096A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 广州艾目易科技有限公司 | 一种示踪器识别信息的生成方法及装置 |
| CN112581606B (zh) * | 2020-12-25 | 2024-03-12 | 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 | 一种脊柱椎弓根螺钉植入手术导航方法 |
| CN112581606A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-30 | 江苏集萃复合材料装备研究所有限公司 | 一种脊柱椎弓根螺钉植入手术导航方法 |
| CN112826519A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-05-25 | 上海霖晏医疗科技有限公司 | 一种用于检测配准精度的标准块 |
| CN113116523B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-02-11 | 骨圣元化机器人(深圳)有限公司 | 骨科手术配准装置、终端设备和存储介质 |
| CN113116523A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-16 | 元化智能科技(深圳)有限公司 | 骨科手术配准装置、终端设备和存储介质 |
| CN113855287B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-09-26 | 上海优医基医疗影像设备有限公司 | 一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法 |
| CN113855287A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-12-31 | 上海优医基医疗影像设备有限公司 | 一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法 |
| CN113616350A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-09 | 元化智能科技(深圳)有限公司 | 标记点选取位置的验证方法、装置、终端设备和存储介质 |
| CN113576664A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 点云空间注册方法、装置、设备和光学投射装置 |
| CN113576664B (zh) * | 2021-07-30 | 2024-05-28 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 点云空间注册方法、装置、设备和光学投射装置 |
| CN114224482A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-25 | 上海由格医疗技术有限公司 | 基于关键点跟踪的定位方法、系统、设备、终端及应用 |
| CN116019554A (zh) * | 2021-12-15 | 2023-04-28 | 商丘市第一人民医院 | 一种脊柱外科导航中空间配准加速方法及系统 |
| CN116019554B (zh) * | 2021-12-15 | 2024-03-05 | 商丘市第一人民医院 | 一种脊柱外科导航中空间配准加速方法及系统 |
| WO2024098806A1 (zh) * | 2022-11-07 | 2024-05-16 | 中南大学 | 一种基于射频定位芯片的外科手术导航系统 |
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