專利名稱：一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到醫(yī)用手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備，特別是涉及到利用醫(yī)用二維或三維圖像完成 醫(yī)用內(nèi)窺鏡探頭頂點(diǎn)在體內(nèi)定位的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
隨著微創(chuàng)外科技術(shù)日益被醫(yī)生所采用，內(nèi)窺鏡外科手術(shù)得到了迅猛發(fā)展。目前 醫(yī)院的內(nèi)窺鏡檢查及手術(shù)有三種情況第一種是單純用內(nèi)窺鏡，其缺點(diǎn)是只能操作 者看，圖像小，手術(shù)配合不好，不利于教學(xué)；第二種是內(nèi)窺鏡通過(guò)CCD攝像機(jī)與電 視機(jī)連接，其缺點(diǎn)是圖像不清晰、不能儲(chǔ)存及管理病歷資料，不能打印圖文報(bào)告； 第三種是醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡。目前尤其以集傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電 子技術(shù)等電子技術(shù)于一身的醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡已經(jīng)成為當(dāng)前應(yīng)用非常廣泛的一種醫(yī) 療儀器。醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡不僅能直接觀察到人體內(nèi)臟器官的組織形態(tài)，體內(nèi)病變情 況，而且觀察到的圖像還可進(jìn)行輸出和存儲(chǔ)以便進(jìn)一步的診療和處理，其診療優(yōu)勢(shì) 已為醫(yī)學(xué)界所共識(shí)。
雖然目前醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡技術(shù)得到了長(zhǎng)足的應(yīng)用，但是目前在臨床中使用醫(yī)用 電子內(nèi)窺鏡技術(shù)，臨床醫(yī)生只能看到內(nèi)窺鏡探頭所拍攝到的局部二維圖像，內(nèi)窺鏡 探頭所在位置以及周圍的組織情況需要臨床醫(yī)生通過(guò)解剖學(xué)知識(shí)的記憶以及經(jīng)驗(yàn) 來(lái)判斷，尤其碰到內(nèi)部解剖復(fù)雜或者結(jié)構(gòu)比較相似的位置，往往會(huì)造成醫(yī)生對(duì)所看 到的組織或者位置的誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的方 法和系統(tǒng)，它能夠通過(guò)空間定位系統(tǒng)、術(shù)前獲取的圖像以及計(jì)算機(jī)圖像處理的方法， 幫助醫(yī)生在內(nèi)窺鏡手術(shù)中，提供內(nèi)窺鏡探頭的實(shí)時(shí)空間位置以及在人體中的相對(duì)位
置信息。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在于包括 一電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，它用于拍攝、顯示內(nèi)窺鏡探頭所到達(dá)位置的圖像； 一用于跟蹤內(nèi)窺鏡探頭的位置和方向的空間定位系統(tǒng)，它包括定位主機(jī)、參考
位置跟蹤器和移動(dòng)跟蹤器，參考位置跟蹤器固定于病人身上或手術(shù)臺(tái)上、用于獲取
該空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的投影變換矩陣、以及為移動(dòng)跟蹤器提供
參考點(diǎn)，移動(dòng)跟蹤器固定于內(nèi)窺鏡探頭上；
一圖像工作站，用于根據(jù)輸入的CT圖像或X片圖像生成病人手術(shù)區(qū)域的二維
或者三維圖像，該圖像工作站與空間定位系統(tǒng)的定位主機(jī)連接，用于完成內(nèi)窺鏡探
頭與所述病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像的融合顯示；
一配套圖像導(dǎo)航處理軟件，安裝于所述圖像工作站中，用于顯示術(shù)前獲取的病
人手術(shù)區(qū)域的二維圖像，根據(jù)二維圖像重建三維圖像，建立空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系和
圖像坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，完成內(nèi)窺鏡探頭和三維圖像空間融合顯示，以及對(duì)病
歷檔案管理。
一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的方法，包括以下步驟
第一步將術(shù)前獲取的病人圖像輸入圖像工作站，對(duì)術(shù)前圖像預(yù)處理，得到病 人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像；其中，術(shù)前獲取的病人圖像可以是CT圖像、X片 圖像或者其他手術(shù)中可供采用的醫(yī)學(xué)圖像。
第二步通過(guò)固定在手術(shù)臺(tái)或病人身上的參考位置跟蹤器，確定空間定位系統(tǒng) 坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的投影變換矩陣；
第三步圖像工作站根據(jù)第二步確定的投影變換矩陣，將空間定位系統(tǒng)確定的 內(nèi)窺鏡探頭頂部的定位系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)，與第 一 步生成的病人手術(shù)區(qū)域的 二維或者三維圖像融合，顯示在圖像工作站的顯示器上，從而能直觀地看到內(nèi)蔬鏡 探頭在人體內(nèi)的位置。
本發(fā)明通過(guò)空間目標(biāo)跟蹤技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)內(nèi)窺鏡探頭的位置和 方向進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，通過(guò)CT或者X光圖片等圖像的輔助，結(jié)合內(nèi)窺鏡圖像，使得
醫(yī)生既能看到內(nèi)窺鏡探頭所拍攝到的局部二維圖像，了角罕內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能 看到內(nèi)窺鏡探頭所在位置以及周圍的組織情況，從而能夠了解內(nèi)窺鏡探頭所拍攝的 圖像在人體的相對(duì)位置，讓醫(yī)生有一個(gè)清晰的結(jié)構(gòu)信息，使得手術(shù)能夠順暢的完成， 避免不必要的重復(fù)查看。


圖1為本發(fā)明計(jì)算機(jī)輔助內(nèi)窺鏡定位操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖2為固定有移動(dòng)跟蹤器的內(nèi)窺鏡探頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為內(nèi)窺鏡探頭頂部空間位置的注冊(cè)方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，本計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)主要包括用于拍攝、顯 示內(nèi)窺鏡探頭所到達(dá)位置的圖像的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，用于跟蹤內(nèi)窺鏡探頭的位置和 方向的空間定位系統(tǒng)，圖像工作站及配套圖像導(dǎo)航處理軟件。其中，電子內(nèi)窺鏡系 統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡主機(jī)7 、內(nèi)窺鏡探頭3和內(nèi)窺鏡顯示器11 ，內(nèi)窺鏡探頭3通過(guò)光纖5 與內(nèi)窺鏡主機(jī)7連接、用于將內(nèi)窺鏡探頭3頂部周圍的環(huán)境圖像傳輸?shù)絻?nèi)窺鏡主機(jī) 7中，內(nèi)窺鏡探頭3另通過(guò)光纜6與內(nèi)窺鏡主機(jī)7連接，使光源照亮內(nèi)窺鏡探頭3 頂部周圍的組織?？臻g定位系統(tǒng)包括定位主機(jī)1、參考位置跟蹤器2、移動(dòng)跟蹤器4 以及移動(dòng)跟蹤器的電源和信號(hào)控制線14,參考位置跟蹤器2固定于手術(shù)臺(tái)15上(也 可固定在病人身上)、用于獲取空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的投影變換 矩陣、以及為移動(dòng)跟蹤器4提供參考點(diǎn)，移動(dòng)跟蹤器4固定于內(nèi)窺鏡探頭3上，用 于實(shí)時(shí)跟蹤內(nèi)窺鏡探頭頂部在空間中的三維坐標(biāo)。圖像工作站包括主機(jī)8、輸入設(shè) 備10和顯示器12，用于根據(jù)輸入的CT圖像或X片圖像生成病人手術(shù)區(qū)域的二維或 者三維圖像，該圖像工作站的主機(jī)8通過(guò)定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)和電源線9與空間定位系統(tǒng) 的定位主機(jī)1連接，用于完成內(nèi)窺鏡探頭與所述病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像 的融合顯示。圖像工作站主要是完成術(shù)前獲取的圖像的處理(比如三維圖像重建等 處理)，以及將內(nèi)窺鏡探頭3的空間位置融合在術(shù)前獲取的圖像上，最終將圖像在 顯示器12上顯示，其配套圖像導(dǎo)航處理軟件，安裝于所述圖像工作站中，用于顯 示術(shù)前獲取的病人手術(shù)區(qū)域的二維圖像，根據(jù)二維圖像重建三維圖像，建立空間定
位系統(tǒng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，完成內(nèi)窺鏡探頭和三維圖像空間融合 顯示，以及對(duì)病歷檔案管理。圖像導(dǎo)航處理軟件能夠計(jì)算出內(nèi)窺鏡探頭頂部在體內(nèi) 位置和角度。
上述內(nèi)窺鏡主機(jī)7和圖像工作站的主機(jī)8安裝于一個(gè)可移動(dòng)的車架13內(nèi)，內(nèi) 窺鏡顯示器11和圖像工作站的顯示器12并排固定在車架13上面的一個(gè)支架上、分 別用于顯示電子內(nèi)窺鏡所拍攝到的二維圖像和內(nèi)窺鏡探頭3在體內(nèi)的位置。
使用時(shí)，病人16躺在手術(shù)臺(tái)15上，將參考位置固定器2固定在手術(shù)臺(tái)15 (或 病人)上，做術(shù)前圖像(CT圖像或者X片)拍攝。空間定位系統(tǒng)的定位主機(jī)1擺放 的位置要使得它的測(cè)量范圍盡量覆蓋手術(shù)區(qū)域，將移動(dòng)跟蹤器4通過(guò)專門設(shè)計(jì)的固 定裝置4'(夾子)固定在醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡探頭3上，移動(dòng)跟蹤器4的活動(dòng)范圍要在 定位主機(jī)1的測(cè)量范圍之內(nèi)。定位主機(jī)1測(cè)量得到參考位置跟蹤器2和移動(dòng)跟蹤器 4上的標(biāo)志點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，通過(guò)定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)線9傳輸?shù)綀D像工作站中。醫(yī)生 可以通過(guò)輸入設(shè)備IO (如鍵盤、鼠標(biāo)或者觸摸屏等)完成相應(yīng)軟件功能的操作。 圖像工作站主要完成術(shù)前圖像處理、圖像的三維重建，以及內(nèi)窺鏡探頭的頂部位置 和方向在圖像中的融合等功能。最終處理結(jié)果在圖像工作站的顯示器12上顯示。 醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡在手術(shù)部位進(jìn)行操作，通過(guò)光纖5不斷地將內(nèi)窺鏡探頭3位置處的
圖像傳輸?shù)絻?nèi)窺鏡系統(tǒng)主機(jī)7中進(jìn)行成像，并將成像結(jié)果傳輸?shù)絻?nèi)窺鏡顯示器n中。
數(shù)據(jù)的傳輸依次為定位主機(jī)1獲取跟蹤器上的標(biāo)志點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，并將 結(jié)果實(shí)時(shí)地通過(guò)串行線輸入到圖像工作站中。移動(dòng)跟蹤器4通過(guò)夾子固定在醫(yī)用電 子內(nèi)窺鏡的探頭3上，然后鎖死，使得移動(dòng)跟蹤器4上的標(biāo)志點(diǎn)41坐標(biāo)和醫(yī)用電 子內(nèi)窺鏡探頭3的頂部位置相對(duì)固定。醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部在空間定位系統(tǒng) 中的空間三維坐標(biāo)通過(guò)配準(zhǔn)器的配準(zhǔn)而獲得。醫(yī)用電子內(nèi)窺4竟的^果頭3中包括兩部 分內(nèi)容， 一是光源，二是光纖。光源照亮內(nèi)窺鏡探頭頂部周圍的組織，其環(huán)境圖像 通過(guò)光纖傳輸?shù)絻?nèi)窺鏡系統(tǒng)主機(jī)中完成成像。
上述空間定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地提供內(nèi)窺鏡探頭3的空間三維坐標(biāo)、且定位系統(tǒng) 的三維坐標(biāo)計(jì)算精度能夠滿足臨床所需要的范圍?？臻g定位系統(tǒng)可以采用機(jī)械、光 學(xué)、或電磁定位系統(tǒng)。圖2中給出了移動(dòng)跟蹤器4固定在醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡探頭3上
的示意圖，參照?qǐng)D1和2中所示，移動(dòng)跟蹤器4通過(guò)專門設(shè)計(jì)的固定裝置4'固定 在內(nèi)窺鏡探頭3的尾部，移動(dòng)跟蹤器4上固定四個(gè)標(biāo)志點(diǎn)41，定位主機(jī)1通過(guò)電源、 信號(hào)控制線14按順序?qū)?biāo)志點(diǎn)41進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)量得到這些標(biāo)志點(diǎn)41的空間 坐標(biāo)，并通過(guò)這些標(biāo)志點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)定位系統(tǒng)中對(duì)跟蹤器上標(biāo)志點(diǎn)的幾何形狀的 相關(guān)算法計(jì)算得到醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部的空間三維坐標(biāo)。
參照?qǐng)D3，電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部31的三維坐標(biāo)確定的注冊(cè)方式為將固定有 移動(dòng)跟蹤器4的電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部31點(diǎn)到底座5 0的已知空間三維坐標(biāo)的點(diǎn)5 0' 上，根據(jù)此時(shí)移動(dòng)跟蹤器上4個(gè)標(biāo)志點(diǎn)41的空間三維坐標(biāo)和已知點(diǎn)50'的空間三 維坐標(biāo)的關(guān)系，得到移動(dòng)跟蹤器4上四個(gè)標(biāo)志點(diǎn)41和探頭3頂部的幾何關(guān)系，從 而得到用四個(gè)標(biāo)志點(diǎn)41的空間坐標(biāo)確定探頭3頂部31三維坐標(biāo)的表達(dá)式，因此， 只要得到移動(dòng)跟蹤器4上標(biāo)志點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，就能得到電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部 的空間三維坐標(biāo)。
本發(fā)明將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和空間定位系統(tǒng)相結(jié)合，利用電子內(nèi)窺鏡的拍攝功能 和空間定位系統(tǒng)的空間三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤功能，將手術(shù)中的內(nèi)窺鏡探頭位置以及內(nèi) 窺鏡探頭所拍攝的二維可視圖像顯示在顯示器中，讓醫(yī)生充分把握內(nèi)窺鏡探頭在體 內(nèi)的相對(duì)位置，從而提高內(nèi)窺鏡手術(shù)的完成質(zhì)量，縮短手術(shù)時(shí)間。其工作流程如下 U]術(shù)前獲取病人的圖像，可以是CT圖像，也可以是X片；對(duì)術(shù)前圖像進(jìn)行預(yù)處
理，包括圖像的三維重建等；. [2]利用參考位置跟蹤器2,確定空間定位系統(tǒng)的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的
投影關(guān)系；將移動(dòng)跟蹤器4確定的電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部的定位系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐
標(biāo)，與步驟[l]處理后的圖像融合； [4]電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出拍攝到的體內(nèi)組織的圖像，顯示在內(nèi)窺鏡顯示器l
上，同時(shí)，在圖像工作站的顯示屏12上實(shí)時(shí)顯示電子內(nèi)窺鏡探頭3頂部在體
內(nèi)的相對(duì)位置、以及周圍的相關(guān)組織結(jié)構(gòu)情況。 本發(fā)明應(yīng)用高精度空間定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像處理和電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)等多 門學(xué)科技術(shù)，解決了臨床醫(yī)生在進(jìn)行內(nèi)窺鏡手術(shù)過(guò)程中只有內(nèi)窺鏡所拍攝到局部的 二維圖像可以提供的信息所造成的內(nèi)窺鏡在體內(nèi)相對(duì)位置不清楚的問(wèn)題。在術(shù)前提
供的CT圖像(或者X片)上描繪出手術(shù)中的內(nèi)窺鏡探頭位置，并通過(guò)醫(yī)學(xué)圖像中的 結(jié)構(gòu)信息給臨床醫(yī)生提供內(nèi)窺鏡探頭所拍攝的二維可視圖像，以及通過(guò)空間定位系 統(tǒng)提供內(nèi)窺鏡探頭的空間三維坐標(biāo)，使得內(nèi)窺鏡所提供的二維圖像信息和空間定位 系統(tǒng)提供的空間信息得到有機(jī)的結(jié)合，讓醫(yī)生充分把握內(nèi)窺鏡探頭在體內(nèi)的相對(duì)位 置，從而提高內(nèi)窺鏡手術(shù)的完成質(zhì)量，縮短手術(shù)時(shí)間。
可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利 要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在于包括:一電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，它用于拍攝、顯示內(nèi)窺鏡探頭所到達(dá)位置的圖像；一用于跟蹤內(nèi)窺鏡探頭的位置和方向的空間定位系統(tǒng)，它包括定位主機(jī)、參考位置跟蹤器和移動(dòng)跟蹤器，參考位置跟蹤器固定于病人身上或手術(shù)臺(tái)上、用于獲取該空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的投影變換矩陣、以及為移動(dòng)跟蹤器提供參考點(diǎn)，移動(dòng)跟蹤器固定于內(nèi)窺鏡探頭上；一圖像工作站，用于根據(jù)輸入的CT圖像或X片圖像生成病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像，該圖像工作站與空間定位系統(tǒng)的定位主機(jī)連接，用于完成內(nèi)窺鏡探頭與所述病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像的融合顯示；一配套圖像導(dǎo)航處理軟件，安裝于所述圖像工作站中，用于顯示術(shù)前獲取的病人手術(shù)區(qū)域的二維圖像，根據(jù)二維圖像重建三維圖像，建立空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，完成內(nèi)窺鏡探頭和三維圖像空間融合顯示，以及對(duì)病歷檔案管理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在 于所述空間定位系統(tǒng)的移動(dòng)跟蹤器通過(guò)固定裝置固定在內(nèi)窺鏡探頭的尾部，移動(dòng) 跟蹤器和參考位置跟蹤器上均設(shè)置四個(gè)固定的標(biāo)志點(diǎn)，該空間定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地 提供內(nèi)窺鏡探頭在空間定位系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)中的空間三維坐標(biāo)、且定位系統(tǒng)的三維坐 標(biāo)計(jì)算精度能夠滿足臨床所需要的范圍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在 于所述空間定位系統(tǒng)是機(jī)械、光學(xué)、或電磁定位系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在 于所述電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡主機(jī)、內(nèi)窺鏡探頭和內(nèi)窺鏡顯示器，內(nèi)窺鏡探 頭通過(guò)光纖與內(nèi)窺鏡主機(jī)連接、用于將內(nèi)窺鏡探頭頂部周圍的環(huán)境圖像傳輸?shù)絻?nèi)窺 鏡主機(jī)中，內(nèi)窺鏡探頭內(nèi)另有光纜與內(nèi)窺鏡主機(jī)連接，使光源照亮內(nèi)窺鏡探頭頂部 周圍的組織。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在 于所述內(nèi)窺鏡主機(jī)和圖像工作站的主機(jī)安裝于一個(gè)可移動(dòng)的車架內(nèi)，內(nèi)蔬鏡顯示 器和圖像工作站的顯示器并排固定在車架上面的一個(gè)支架上、分別用于顯示電子內(nèi) 窺鏡所拍攝到的二維圖像和內(nèi)窺鏡探頭在體內(nèi)的位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的系統(tǒng)，其特征在 于所述圖像導(dǎo)航處理軟件能夠計(jì)算出內(nèi)窺鏡探頭頂部在體內(nèi)位置和角度。
7、 一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的方法，其特征在于包括以下步驟 第一步將術(shù)前獲取的病人圖像輸入圖像工作站，對(duì)術(shù)前圖像預(yù)處理，得到病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像；第二步通過(guò)固定在手術(shù)臺(tái)或病人身上的參考位置跟蹤器，確定空間定位系統(tǒng) 坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的投影變換矩陣；第三步圖像工作站根據(jù)第二步確定的投影變換矩陣，將空間定位系統(tǒng)確定的 內(nèi)窺鏡探頭頂部的定位系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)，與第 一步生成的病人手術(shù)區(qū)域的 二維或者三維圖像融合，顯示在圖像工作站的顯示器上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述術(shù)前圖像為CT圖像或X片 圖像。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)輔助引導(dǎo)電子內(nèi)窺鏡操作的方法和系統(tǒng)，其系統(tǒng)包括電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，用于跟蹤內(nèi)窺鏡探頭的位置和方向的空間定位系統(tǒng)，用于根據(jù)輸入的圖像生成病人手術(shù)區(qū)域的二維或者三維圖像、并與空間定位系統(tǒng)連接完成內(nèi)窺鏡探頭與所述二維或者三維圖像融合顯示的圖像工作站，以及配套圖像導(dǎo)航處理軟件。它通過(guò)空間目標(biāo)跟蹤技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)內(nèi)窺鏡探頭的位置和方向進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，通過(guò)CT或者X光圖片等圖像的輔助，結(jié)合內(nèi)窺鏡圖像，使得醫(yī)生既能看到內(nèi)窺鏡探頭所拍攝到的局部二維圖像，也能看到內(nèi)窺鏡探頭所在位置以及周圍的組織情況，讓醫(yī)生充分把握內(nèi)窺鏡探頭在體內(nèi)的相對(duì)位置，從而提高內(nèi)窺鏡手術(shù)的完成質(zhì)量，縮短手術(shù)時(shí)間。
文檔編號(hào)A61B1/00GK101375805SQ20071012559
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者葉大田, 劍 吳, 黃毅斌 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院