本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及基于紅外光學(xué)定位系統(tǒng)的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
在脊柱外科椎弓根釘植入手術(shù)中，如何確保在理想的位置植入螺釘，最大限度的減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，仍是醫(yī)學(xué)臨床界的一大難題。現(xiàn)有技術(shù)中尚未有理想的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種安全、實(shí)用、有效的能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基于紅外光學(xué)定位系統(tǒng)的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的基于紅外光學(xué)定位系統(tǒng)的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法，包括以下步驟：
s1：利用紅外光學(xué)定位系統(tǒng)、第一靶體和第二靶體分別獲取c臂的空間方位信息和圖像的空間方位信息，同時(shí)啟動(dòng)c臂的序列采集工作站，采集模體的序列圖像；
s2：利用步驟s1獲取的序列圖像對(duì)c臂進(jìn)行幾何校正，獲取c臂的幾何信息；
s3：將步驟s1獲取的c臂的空間方位信息和圖像方位信息、步驟s2獲取的c臂的幾何信息以及實(shí)際應(yīng)用中的c臂的空間方位信息和三維數(shù)字圖像結(jié)合起來(lái)，采用基于遺傳算法的配準(zhǔn)技術(shù)完成空間坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；
s4：將步驟s3得到的效果實(shí)時(shí)顯示在客戶端。
進(jìn)一步，所述第一靶體用于獲取c臂的空間方位信息，第一靶體包括支架和分布在支架上的四個(gè)ndi被動(dòng)反光小球。
進(jìn)一步，所述任意兩個(gè)小球之間距離大于60mm，任意一個(gè)小球到其他任意兩個(gè)小球之間的距離之差大于7mm，使得第一靶體成為有獨(dú)立的剛體，各個(gè)小球能被紅外光學(xué)定位系統(tǒng)唯一識(shí)別。
進(jìn)一步，所述第一靶體的各個(gè)小球正對(duì)紅外光學(xué)定位系統(tǒng)。
進(jìn)一步，所述第二靶體用于獲取圖像的空間方位信息，第二靶體包括立方體，立方體的體心位置設(shè)有鋼球，立方體的一個(gè)面的中心位置設(shè)有支架，支架上分布有四個(gè)ndi被動(dòng)反光小球。
進(jìn)一步，所述立方體采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。
進(jìn)一步，所述鋼球的半徑為1.5mm。
有益效果：本發(fā)明公開(kāi)了一種基于紅外光學(xué)定位系統(tǒng)的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法，將c臂的空間方位信息、圖像空間方位信息、c臂的幾何信息、實(shí)際應(yīng)用中的c臂的空間方位信息和c臂的三維數(shù)字圖像有效地結(jié)合起來(lái)，基于遺傳算法的配準(zhǔn)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了空間坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，并將最終效果實(shí)時(shí)顯示在客戶端。本發(fā)明方法安全、有效、實(shí)用，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠有效提高手術(shù)的安全性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的介紹。
本具體實(shí)施方式公開(kāi)了一種基于紅外光學(xué)定位系統(tǒng)的三維骨科手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法，如圖1所示，包括以下步驟：
s1：利用紅外光學(xué)定位系統(tǒng)、第一靶體和第二靶體分別獲取c臂的空間方位信息和圖像的空間方位信息，同時(shí)啟動(dòng)c臂的序列采集工作站，采集模體的序列圖像；
s2：利用步驟s1獲取的序列圖像對(duì)c臂進(jìn)行幾何校正，獲取c臂的幾何信息；
s3：將步驟s1獲取的c臂的空間方位信息和圖像方位信息、步驟s2獲取的c臂的幾何信息以及實(shí)際應(yīng)用中的c臂的空間方位信息和三維數(shù)字圖像結(jié)合起來(lái)，采用基于遺傳算法的配準(zhǔn)技術(shù)完成空間坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；
s4：將步驟s3得到的效果實(shí)時(shí)顯示在客戶端。
其中，第一靶體用于獲取c臂的空間方位信息，第一靶體包括支架和分布在支架上的四個(gè)ndi被動(dòng)反光小球。任意兩個(gè)小球之間距離大于60mm，任意一個(gè)小球到其他任意兩個(gè)小球之間的距離之差大于7mm。第一靶體安裝在c臂影像增強(qiáng)器上，并且第一靶體的各個(gè)小球正對(duì)紅外光學(xué)定位系統(tǒng)。
第二靶體用于獲取圖像的空間方位信息，第二靶體包括立方體，立方體的體心位置設(shè)有半徑為1.5mm的鋼球，立方體的一個(gè)面的中心位置設(shè)有支架，支架上分布有4個(gè)ndi被動(dòng)反光小球。立方體采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。