專利名稱：一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種標(biāo)定模，特別是關(guān)于一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)手術(shù)中，病灶不能直接用肉眼觀察，例如不開刀的微創(chuàng)手術(shù)或者無創(chuàng)手術(shù)， 或者不方便用肉眼觀察，例如腦部神經(jīng)外科手術(shù)，醫(yī)生只能憑借肉眼觀察病灶的圖像，憑經(jīng)驗(yàn)將手術(shù)器械放置到目標(biāo)位置，這種方式造成的手術(shù)器件和病灶部位定位之間的誤差，會(huì)拖延手術(shù)的時(shí)間，影響手術(shù)的質(zhì)量，特別是這種誤差有時(shí)會(huì)給患者帶來不必要的痛苦和損傷。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，包括磁共振成像設(shè)備、計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備(CT)、C 型臂、X線設(shè)備、超聲波成像系統(tǒng)等，所成圖像的引導(dǎo)下，利用跟蹤系統(tǒng)測(cè)量手術(shù)器械的位置，從而可以把病灶的圖像和虛擬手術(shù)器械融合并顯示在屏幕上，幫助醫(yī)生精確定位病灶和手術(shù)器械的位置，并觀察病灶周圍的器官和組織，幫助醫(yī)生避開重要的器官和組織，將手術(shù)器械安全地放置到預(yù)定地點(diǎn)，以便完成治療。手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)入外科并用計(jì)算機(jī)改進(jìn)或完善了外科醫(yī)師的能力以進(jìn)行各項(xiàng)操作，在一定程度上降低了外科治療所造成的損傷，縮短了手術(shù)時(shí)間。最新的導(dǎo)航技術(shù)是將病灶圖片和虛擬的手術(shù)器械放到同一個(gè)坐標(biāo)系下觀測(cè)，即顯示在同一個(gè)工作屏幕上(如液晶屏幕、投影屏幕或者其它形式的顯示器材)，并且屏幕上兩者的相對(duì)位置和實(shí)際的病灶與手術(shù)器械的相對(duì)位置相同，從而醫(yī)生可以通過觀察屏幕既能看到病灶，也能看到手術(shù)器械，進(jìn)而準(zhǔn)確而快速地將手術(shù)器械放置到目標(biāo)位置。圖像導(dǎo)航手術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于建立固定成像設(shè)備坐標(biāo)系與手術(shù)器械坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)這一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，需要借助一個(gè)標(biāo)定裝置，建立轉(zhuǎn)換關(guān)系的過程被稱為導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于它包括標(biāo)定模本體，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部的掃描標(biāo)志，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部或表面的導(dǎo)航標(biāo)志；所述掃描標(biāo)志的數(shù)量為三個(gè)以上，且各掃描標(biāo)志位于不在同一條直線上的同一平面內(nèi)；各所述掃描標(biāo)志的圖像灰度與所述標(biāo)定模本體的圖像灰度有明顯區(qū)別；各所述掃描標(biāo)志均具有一選定的特征點(diǎn)。各所述掃描標(biāo)志均為一圓片，所述圓片的特征點(diǎn)為圓片的圓心。各所述掃描標(biāo)志均為一三角片，所述三角片的特征點(diǎn)為三角片的其中一頂點(diǎn)或三角片的重心。各所述掃描標(biāo)志均為一球體，所述球體的特征點(diǎn)為球體的球心。各所述掃描標(biāo)志為圓片、三角片、球體中的任意兩種或兩種以上的組合，所述圓片的特征點(diǎn)為圓片的圓心，所述三角片的特征點(diǎn)為三角片的其中一頂點(diǎn)或三角片的重心，所述球體的特征點(diǎn)為球體的球心。[0009]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的標(biāo)定模本體內(nèi)部設(shè)置掃描標(biāo)志，標(biāo)定模本體內(nèi)部或表面設(shè)置導(dǎo)航標(biāo)志；掃描標(biāo)志的數(shù)量為三個(gè)以上， 且各掃描標(biāo)志位于不在同一條直線上的同一平面內(nèi)，物理上限定掃描標(biāo)志位于同一平面上，在掃描標(biāo)志自動(dòng)分析算法中可以利用這一特性得到更加精確的分析結(jié)果；各掃描標(biāo)志的圖像灰度與所述標(biāo)定模本體的圖像灰度有明顯區(qū)別，能夠方便進(jìn)行空間上的圖像分割， 區(qū)分各個(gè)掃描標(biāo)志，因此，本實(shí)用新型能夠顯著提高固定成像設(shè)備在導(dǎo)航設(shè)備下三維空間位置的計(jì)算精度。2、本實(shí)用新型采用掃描標(biāo)志自動(dòng)識(shí)別算法(文中所述獲取的方法)，可以實(shí)現(xiàn)掃描標(biāo)志在固定成像設(shè)備下三維空間位置的自動(dòng)計(jì)算，從而大大提高工作效率。本實(shí)用新型標(biāo)定模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制備方便，采用本實(shí)用新型的標(biāo)定模進(jìn)行標(biāo)定，能夠提高標(biāo)定精度和工作效率，因此，可廣泛用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定過程中。

圖I是本實(shí)用新型標(biāo)定模示意圖圖2是圖I的俯視示意圖圖3是本實(shí)用新型標(biāo)定模的一具體實(shí)例示意圖圖4是本實(shí)用新型三維空間中連續(xù)像素塊的分布示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)涉及到的硬件設(shè)備包括固定成像設(shè)備、標(biāo)定模、導(dǎo)航設(shè)備。固定成像設(shè)備用于掃描標(biāo)定模然后提供醫(yī)學(xué)影像。標(biāo)定模中包含掃描標(biāo)志和導(dǎo)航標(biāo)志，掃描標(biāo)志可以被固定成像設(shè)備掃描并且在醫(yī)學(xué)影像上清晰的顯示，導(dǎo)航標(biāo)志可以被導(dǎo)航設(shè)備探測(cè)。導(dǎo)航設(shè)備是一種空間坐標(biāo)定位設(shè)備，能夠在其有效探測(cè)范圍內(nèi)探測(cè)導(dǎo)航標(biāo)志的空間坐標(biāo)，導(dǎo)航設(shè)備的定位原理包括光學(xué)跟蹤、電磁定位等多種方式。本實(shí)用新型提供一種新型的標(biāo)定模，可配合各種導(dǎo)航設(shè)備使用。如圖I 3所示，本實(shí)用新型的標(biāo)定模包括標(biāo)定模本體I，標(biāo)定模本體I上固定設(shè)置有掃描標(biāo)志2和導(dǎo)航標(biāo)志3。本實(shí)用新型的標(biāo)定模本體I所選用的材料不能被固定成像設(shè)備掃描成像，或者可以被固定成像設(shè)備掃描成像，但是從圖像灰度上與掃描標(biāo)志2有明顯區(qū)別。本實(shí)用新型的掃描標(biāo)志2嵌入標(biāo)定模本體I內(nèi)部，掃描標(biāo)志2的數(shù)量為三個(gè)以上， 所有掃描標(biāo)志2設(shè)置在同一平面上、且不位于同一直線上；各掃描標(biāo)志2均具有選定的特征點(diǎn)；各掃描標(biāo)志2的厚度越薄越好，但各掃描標(biāo)志2厚度的選擇受到固定成像設(shè)備的成像分辨率的限制，至少應(yīng)該可以被固定成像設(shè)備正常掃描并從圖像上直觀觀察到。本實(shí)用新型的導(dǎo)航標(biāo)志3根據(jù)所選導(dǎo)航設(shè)備的不同，可以設(shè)置在標(biāo)定模本體I的表面，也可以內(nèi)嵌到標(biāo)定模本體I內(nèi)。圖I、圖2僅顯示了導(dǎo)航標(biāo)志3的坐標(biāo)示意,導(dǎo)航標(biāo)志 3的外形不在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)，它的外形與所選用的導(dǎo)航設(shè)備有關(guān)。如圖3所示，為標(biāo)定模的一具體實(shí)施例，其中掃描標(biāo)志2內(nèi)嵌到標(biāo)定模本體I中， 排列在一個(gè)平面上，并且不共線。導(dǎo)航標(biāo)志3同時(shí)也內(nèi)嵌到標(biāo)定模本體I中。掃描標(biāo)志2 和導(dǎo)航標(biāo)志3上覆蓋一個(gè)壓板,將導(dǎo)航標(biāo)志2和掃描標(biāo)志3固定在標(biāo)定模本體I內(nèi)。[0021]上述實(shí)施例中，標(biāo)定模本體I上的各掃描標(biāo)志2可以是設(shè)置在同一平面上的圓片， 還可以是三角片、球體等其他形狀的掃描標(biāo)志；也可以是圓片、三角片、球體等其他形狀的掃描標(biāo)志中的任意兩種或兩種以上的組合。掃描標(biāo)志的共同點(diǎn)是從醫(yī)學(xué)圖像中可以清晰識(shí)別，并且具有選定的特征點(diǎn)，比如圓片的特征點(diǎn)是圓片的圓心，三角片的特征點(diǎn)是三角片的其中一頂點(diǎn)或三角片的重心，球體的特征點(diǎn)是球體的球心等，這些特征點(diǎn)能夠通過自動(dòng)分析算法從圖像序列中自動(dòng)獲取。利用本實(shí)用新型的標(biāo)定模實(shí)現(xiàn)圖像導(dǎo)航的標(biāo)定方法包括以下內(nèi)容。如表I所示，利用本實(shí)用新型的標(biāo)定模實(shí)現(xiàn)圖像導(dǎo)航的標(biāo)定方法時(shí)，涉及到的各變量定義如下表I
權(quán)利要求1.一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于它包括標(biāo)定模本體，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部的掃描標(biāo)志，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部或表面的導(dǎo)航標(biāo)志；所述掃描標(biāo)志的數(shù)量為三個(gè)以上，且各掃描標(biāo)志位于不在同一條直線上的同一平面內(nèi)；各所述掃描標(biāo)志的圖像灰度與所述標(biāo)定模本體的圖像灰度有明顯區(qū)別；各所述掃描標(biāo)志均具有一選定的特征點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于各所述掃描標(biāo)志均為一圓片，所述圓片的特征點(diǎn)為圓片的圓心。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于各所述掃描標(biāo)志均為一三角片，所述三角片的特征點(diǎn)為三角片的其中一頂點(diǎn)或三角片的重心。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于各所述掃描標(biāo)志均為一球體,所述球體的特征點(diǎn)為球體的球心。
5.如權(quán)利要求I所述的一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于各所述掃描標(biāo)志為圓片、三角片、球體中的任意兩種或兩種以上的組合，所述圓片的特征點(diǎn)為圓片的圓心，所述三角片的特征點(diǎn)為三角片的其中一頂點(diǎn)或三角片的重心，所述球體的特征點(diǎn)為球體的球心。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定模，其特征在于它包括標(biāo)定模本體，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部的掃描標(biāo)志，設(shè)置在所述標(biāo)定模本體內(nèi)部或表面的導(dǎo)航標(biāo)志；所述掃描標(biāo)志的數(shù)量為三個(gè)以上，且各掃描標(biāo)志位于不在同一條直線上的同一平面內(nèi)；各所述掃描標(biāo)志的圖像灰度與所述標(biāo)定模本體的圖像灰度有明顯區(qū)別；各所述掃描標(biāo)志均具有一選定的特征點(diǎn)。本實(shí)用新型可廣泛用于醫(yī)學(xué)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定過程中。
文檔編號(hào)A61B19/00GK202288472SQ20112038392
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者寧隨軍, 徐進(jìn), 解煥南, 趙磊 申請(qǐng)人:新博醫(yī)療技術(shù)有限公司