MR设备及手术导航系统的制作方法

专利2025-04-24  3


本技术涉及医学数据处理,尤其涉及一种mr设备及手术导航系统。


背景技术:

1、手术导航系统可以在手术过程中通过提供手术部位的影像来辅助医生对患者进行手术,以提高手术的安全性。

2、在目前的手术导航系统中,医生通过观测显示设备显示的虚拟模型(例如脊椎模型、脑部模型等)中待手术部位(例如病灶部位)的位置,并凭借经验去调整手术器械的姿态,使手术器械与真实的待手术部位相接触,进而难以保证手术器械与真实的待手术部位相接触时的姿态满足手术要求,导致手术时间长、手术精度较低。

3、所以,如何在手术中为用户提供直观的引导信息以提高手术效率及精度是亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、鉴于以上所述相关技术的缺点,本技术的目的在于提供一种mr设备及手术导航系统,以解决如何在手术中为用户提供直观的引导信息以提高手术效率及精度的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本技术第一方面提供一种mr设备,包括:传感装置,用于获取一观测体以及与所述观测体相适配的参照体的传感数据;存储装置,用于存储至少一个程序;显示装置,用于将第一锚定视场和第二锚定视场叠放在真实场景上呈现;处理装置,与所述存储装置、显示装置、以及传感装置相连,用于自所述存储装置中调用并执行所述至少一个程序时实现:在所述第一锚定视场中显示经与一参照体配准的参照体3d虚拟模型以及与一观测体配准的观测体3d虚拟模型;以及在所述第二锚定视场中显示引导视窗界面,所述引导视窗界面中显示有所述参照体3d虚拟模型的局部二维视图、表征所述观测体3d虚拟模型上的第一目标位置与所述参照体3d虚拟模型上的第二目标位置之间的投影距离的第一几何图形、以及表征所述第一目标位置和所述第二目标位置之间的操作方向夹角的第二几何图形;其中,所述投影距离和操作方向夹角是利用基于所述传感数据得到的所述观测体和所述参照体的位姿确定的。

3、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置还用于调用参照体3d虚拟模型及观测体3d虚拟模型。

4、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置通过识别设置于所述参照体和/或所述观测体上的二维码从数据库中调取所述参照体3d虚拟模型及观测体3d虚拟模型。

5、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述数据库为本地数据库、局域网数据库、或云端数据库。

6、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述参照体包括待手术部位或患者中植入的医疗器械,所述观测体包括手术器械。

7、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置还用于在显示所述引导视窗界面之前在第二锚定视场中显示一选择视窗界面,以用于基于用户在所述选择视窗界面上的操作确定所述第一目标位置和第二目标位置。

8、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置根据用户的触发手势显示所述选择视窗界面。

9、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述引导视窗界面中还包括用于调整第二目标位置的调控区域,以使所述处理装置基于用户在所述调控区域的操作调整所述第二目标位置的偏移量。

10、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述局部二维视图是所述参照体3d虚拟模型与一投影面对应的二维投影的局部放大图。

11、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述投影距离是所述第一目标位置在所述投影面上的投影点和第二目标位置之间的距离或者是所述第一目标位置在所述投影面上的投影点和第二目标位置在所述投影面上的投影点之间的距离,所述操作方向夹角是第一目标位置对应的第一操作方向和第二目标位置对应的第二操作方向之间的夹角。

12、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述第一几何图形的尺寸用于表征投影距离的大小,所述第二几何图形的尺寸用于表征操作方向夹角的大小。

13、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述第一几何图形在所述参照体3d虚拟模型的局部二维视图中的位置表示第一目标位置的投影点相对第二目标位置的偏离方位,所述第二几何图形在所述参照体3d虚拟模型的局部二维视图中的位置用于表征第二目标位置的操作方向相对第一目标位置的操作方向的偏离方位。

14、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述第一几何图形为圆形,所述第二几何图形为起始点落于所述圆形圆周上的射线。

15、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述圆形的圆周经过所述局部截面图上的第二目标位置和所述第一目标位置的投影点或者经过所述第二目标位置的投影点和所述第一目标位置的投影点,所述射线的起始点经过所述局部截面图上的第二目标位置或第二目标位置的投影点。

16、在本技术第一方面公开的某些实施例中,在所述引导视窗界面中通过第一几何图形的不同颜色来表征不同距离范围内的投影距离,在所述引导视窗界面中通过第二几何图形的不同颜色来表征不同角度范围内的操作方向夹角。

17、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置还用于在第一锚定视场中的所述参照体3d虚拟模型上同步显示所述第一几何图形和第二几何图形。

18、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述处理装置还用于在检测到所述观测体经过所述参照体的第二目标位置时在所述引导视窗界面上显示所述观测体3d虚拟模型的局部二维视图。

19、本技术第二方面提供一种手术导航系统,包括:如本技术第一方面公开的任一实施例所述的mr设备以及与所述mr设备通信连接的计算机设备。

20、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述计算机设备包括:存储装置,用于存储至少一程序;接口装置,用于通信连接所述mr设备以接收所述mr设备发送的一观测体以及与所述观测体相适配的参照体的位姿;处理装置,与所述存储装置、以及接口装置相连,用于自所述存储装置中调用并执行所述至少一个程序时实现依据所述观测体和所述参照体的位姿,确定所述观测体3d虚拟模型上的第一目标位置与所述参照体3d虚拟模型上的第二目标位置之间的投影距离以及操作方向夹角。

21、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述存储装置还用于存储至少一参照体3d虚拟模型以及与所述参照体3d虚拟模型相适配的观测体3d虚拟模型,以供所述mr设备调用。

22、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述计算机设备还包括显示装置,所述处理装置用于将接口装置接收的所述mr设备同步传输的显示数据在所述显示装置上显示。

23、在本技术第一方面公开的某些实施例中,所述手术导航系统中还包括与所述计算机设备通信连接的视野共享设备,所述视野共享设备用于同步显示参照体3d虚拟模型、观测体3d虚拟模型、及引导视窗界面。

24、综上所述,本技术提供的mr设备及手术导航系统,通过在第一锚定视场中显示经与一参照体配准的参照体3d虚拟模型和与一观测体配准的观测体3d虚拟模型、以及在第二锚定视场中显示的引导视窗界面中显示参照体3d虚拟模型的局部二维视图、表征投影距离的第一几何图形、和表征操作方向夹角的第二几何图形,并通过检测实际的操作过程使得第一几何图形和第二几何图形可以根据实时操作发生变化可为用户提供直观的引导信息/直观的视觉导航,使得用户能够快速的将手术器械以满足术前准备或术中的手术要求的姿态与真实的待手术部位相接触,以提高手术效率及精度;进一步,通过在参照体3d虚拟模型中同步显示第一几何图形和第二几何图形,用户既可以在参照体3d虚拟模型上观测第一几何图形和第二几何图形,便于手术过程中的手眼协同,又能在参照体3d虚拟模型中的第一几何图形和第二几何图形较小时通过观测引导视窗界面中较大的第一几何图形和第二几何图形,进而提高手术效率及精度。


技术特征:

1.一种mr设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置还用于调用参照体3d虚拟模型及观测体3d虚拟模型。

3.根据权利要求2所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置通过识别设置于所述参照体和/或所述观测体上的二维码从数据库中调取所述参照体3d虚拟模型及观测体3d虚拟模型。

4.根据权利要求3所述的mr设备,其特征在于,所述数据库为本地数据库、局域网数据库、或云端数据库。

5.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述参照体包括待手术部位或患者中植入的医疗器械,所述观测体包括手术器械。

6.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置还用于在显示所述引导视窗界面之前在第二锚定视场中显示一选择视窗界面,以用于基于用户在所述选择视窗界面上的操作确定所述第一目标位置和第二目标位置。

7.根据权利要求6所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置根据用户的触发手势显示所述选择视窗界面。

8.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述引导视窗界面中还包括用于调整第二目标位置的调控区域,以使所述处理装置基于用户在所述调控区域的操作调整所述第二目标位置的偏移量。

9.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述局部二维视图是所述参照体3d虚拟模型与一投影面对应的二维投影的局部放大图。

10.根据权利要求9所述的mr设备,其特征在于,所述投影距离是所述第一目标位置在所述投影面上的投影点和第二目标位置之间的距离或者是所述第一目标位置在所述投影面上的投影点和第二目标位置在所述投影面上的投影点之间的距离,所述操作方向夹角是第一目标位置对应的第一操作方向和第二目标位置对应的第二操作方向之间的夹角。

11.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述第一几何图形的尺寸用于表征投影距离的大小,所述第二几何图形的尺寸用于表征操作方向夹角的大小。

12.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述第一几何图形在所述参照体3d虚拟模型的局部二维视图中的位置表示第一目标位置的投影点相对第二目标位置的偏离方位,所述第二几何图形在所述参照体3d虚拟模型的局部二维视图中的位置用于表征第二目标位置的操作方向相对第一目标位置的操作方向的偏离方位。

13.根据权利要求1或11或12所述的mr设备,其特征在于,所述第一几何图形为圆形,所述第二几何图形为起始点落于所述圆形圆周上的射线。

14.根据权利要求13所述的mr设备,其特征在于,所述圆形的圆周经过所述局部截面图上的第二目标位置和所述第一目标位置的投影点或者经过所述第二目标位置的投影点和所述第一目标位置的投影点,所述射线的起始点经过所述局部截面图上的第二目标位置或第二目标位置的投影点。

15.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,在所述引导视窗界面中通过第一几何图形的不同颜色来表征不同距离范围内的投影距离,在所述引导视窗界面中通过第二几何图形的不同颜色来表征不同角度范围内的操作方向夹角。

16.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置还用于在第一锚定视场中的所述参照体3d虚拟模型上同步显示所述第一几何图形和第二几何图形。

17.根据权利要求1所述的mr设备,其特征在于,所述处理装置还用于在检测到所述观测体经过所述参照体的第二目标位置时在所述引导视窗界面上显示所述观测体3d虚拟模型的局部二维视图。

18.一种手术导航系统,其特征在于,包括:如权利要求1-17任一所述的mr设备以及与所述mr设备通信连接的计算机设备。

19.根据权利要求18所述的手术导航系统,其特征在于,所述计算机设备包括:

20.根据权利要求19所述的手术导航系统,其特征在于,所述存储装置还用于存储至少一参照体3d虚拟模型以及与所述参照体3d虚拟模型相适配的观测体3d虚拟模型,以供所述mr设备调用。

21.根据权利要求19所述的手术导航系统,其特征在于,所述计算机设备还包括显示装置,所述处理装置用于将接口装置接收的所述mr设备同步传输的显示数据在所述显示装置上显示。

22.根据权利要求18所述的手术导航系统,其特征在于,所述手术导航系统中还包括与所述计算机设备通信连接的视野共享设备,所述视野共享设备用于同步显示参照体3d虚拟模型、观测体3d虚拟模型、及引导视窗界面。


技术总结
本申请公开一种MR设备及手术导航系统,所述MR设备包括:传感装置;存储装置;显示装置,用于将第一锚定视场和第二锚定视场叠放在真实场景上呈现;处理装置,与存储装置、显示装置、以及传感装置相连,用于自存储装置中调用并执行至少一个程序时实现:在第一锚定视场中显示经与一参照体配准的参照体3D虚拟模型以及与一观测体配准的观测体3D虚拟模型;以及在第二锚定视场中显示引导视窗界面,引导视窗界面中显示有参照体3D虚拟模型的局部二维视图、表征观测体3D虚拟模型上的第一目标位置与参照体3D虚拟模型上的第二目标位置之间的投影距离的第一几何图形、以及表征第一目标位置和第二目标位置之间的操作方向夹角的第二几何图形。

技术研发人员:陈亮,汪轶平,赵晓萌
受保护的技术使用者:常州锦瑟医疗信息科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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