申请/专利权人：江苏集萃复合材料装备研究所有限公司

申请日：2020-12-25

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN112581606B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00;G06T7/90;G06T7/30;G06T7/136;G06T7/11;A61B90/00;A61B34/20;A61B34/10;A61B17/88;A61B17/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2021.04.16#实质审查的生效;2021.03.30#公开

摘要：本发明公开了一种脊柱椎弓根螺钉植入手术导航方法，涉及医疗技术领域，该方法对手术区域的三维CT图像进行图像处理建模得到脊柱椎弓根的三维骨模型，基于三维骨模型的模型数据确定螺钉选型和相应的植入参数，相比于人为凭经验选择来说更准确客观，可以有效提高脊柱椎弓根螺钉植入的准确性；而且本申请使用多分辨配准策略进行配准，相比于现有一些传统的骨科手术导航方案需要预先在患者身上置入钛螺钉的做法来说，无需这种会对患者造成额外伤害的操作，而且相比于只使用最高分辨率图像进行配准，搜索到最佳几何变换参数的速度更快。

主权项：1.一种脊柱椎弓根螺钉植入手术导航系统，其特征在于，所述脊柱椎弓根螺钉植入手术导航系统包括：三维图像获取模块，用于获取脊柱椎弓根处的手术区域的三维CT图像，并对所述三维CT图像进行图像处理建模得到脊柱椎弓根的三维骨模型；第一确定模块，用于基于所述三维骨模型的模型数据确定螺钉在所述三维CT图像的图像坐标系下的螺钉选型和相应的植入参数，所述植入参数至少包括植入位置、植入倾角和植入距离；二维图像获取模块，用于在手术过程中实时获取所述手术区域的基于空间坐标系的二维X光图像；采样模块，用于对所述三维CT图像进行采样得到至少两层不同分辨率的第一子图像，对所述二维X光图像进行采样得到至少两层不同分辨率的第二子图像，从分辨率最低的第一子图像和第二子图像开始，计算第k层分辨率下的第一子图像和第k层分辨率下的第二子图像的像素灰度差值，当像素灰度差值超过预定阈值时，使用牛顿法搜索确定下一次迭代过程的几何变换参数并对所述第k层分辨率下的第一子图像进行几何变换后插值，对插值后的第一子图像进行重采样，并基于重采样的第k层分辨率下的第一子图像重新执行所述计算第k层分辨率下的第一子图像和第k层分辨率下的第二子图像的像素灰度差值的步骤；当像素灰度差值超过所述预定阈值则完成对第k层分辨率下的子图像的配准得到对应的配准结果时，并基于第k层的配准结果对第k+1层分辨率下的子图像进行配准，直至第k层分辨率下的第一子图像为原始的三维CT图像、第k层分辨率下的第二子图像为原始的二维X光图像时得到最终的几何变换参数，其中k为参数且k的起始值为1，第一层分辨率下的子图像是分辨率最小的子图像，第k+1层分辨率高于第k层分辨率；第二确定模块，用于根据所述几何变换参数指示的所述图像坐标系与空间坐标系的映射关系确定螺钉在空间坐标系下的植入参数；控制模块，用于控制交互设备按照螺钉在空间坐标系下的植入参数对具有所述螺钉选型的螺钉进行植入。

全文数据：

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