人体器官运动监测方法和手术导航系统

摘要

人体器官运动监测方法和人体导航系统。提供了手术过程中实时监测人体器官的运动的人体器官运动监测方法和手术导航系统。该人体器官运动监测方法包括：获得从术前三维立体医学图像中识别的各个运动监测工具在影像坐标系中的第一位置和姿态；在手术中实时确定各个运动监测工具在定位坐标系中的第二位置和姿态；基于各个运动监测工具在影像坐标系中的第一位置和姿态以及在定位坐标系中的第二位置和姿态，实时计算定位坐标系到影像坐标系之间的最优坐标转换关系，以及基于该最优坐标转换关系计算各个运动监测工具在从定位坐标系到影像坐标系的坐标转换的总体误差；基于实时确定的各个时刻的各个运动监测工具的坐标转换总体误差，评估人体器官在该各个时刻相对于手术前扫描时刻的运动程度。

主权项

一种手术导航系统中的手术导航工作站，该手术导航系统还包括定位设备、两个以上的运动监测工具、三维立体医学图像获得单元，其中定位设备用于跟踪手术工具和运动监测工具在定位坐标系中的位置和姿态；两个或两个以上的运动监测工具被固定于患者身体上，其在定位坐标系中的位置和姿态能够被定位设备跟踪到；三维立体医学图像获得单元用于获得手术前的固定有运动监测工具的患者的医疗部位的三维立体医学图像，该立体医学图像具有相关联的影像坐标系，所述手术导航工作站包括存储器和处理器，进行术前三维立体医学图像与手术中的手术工具图像的配准和组合，并在所连接的显示设备上进行可视化显示，以指导手术执行者的手术操作；所述手术导航工作站通过下述操作监视人体器官的运动状态：从术前三维立体医学图像中识别各个运动监测工具在影像坐标系中的第一位置和姿态；在手术中实时确定各个运动监测工具在定位坐标系中的第二位置和姿态；基于各个运动监测工具在影像坐标系中的第一位置和姿态以及在定位坐标系中的第二位置和姿态，实时计算定位坐标系到影像坐标系之间的最优坐标转换关系，以及计算各个运动监测工具在从定位坐标系到影像坐标系的坐标转换的总体误差；以及基于实时确定的各个时刻的坐标转换的总体误差，来评估人体器官在该各个时刻相对于手术前扫描时刻的运动程度。