一种支持多种立体定向仪的靶部位定位方法和系统的制作方法_2

文档序号:9496039阅读:来源:国知局
点到入点在所述框架坐标 系下的向量计算定向仪的参数。
[0064] 本发明的有益效果是:本发明通过建立一个通用的定向仪机械参数计算方法和系 统,为实现支持多种立体定向仪参数计算的工具提供基础,便于在医生使用不同的立体定 向仪进行立体定向手术时,可以使用一套计算方法来进行定位和实施。
【附图说明】
[0065]图1为本发明实施例一所述支持多种立体定向仪的靶部位定位方法的流程图;
[0066] 图2为本发明实施例一中框架坐标系的结构图;
[0067] 图3为本发明实施例一中靶点坐标位置关系图;
[0068] 图4为本发明实施例一中定向仪半弧形弓安装位置为仰卧位的示意图;
[0069]图5为本发明实施例一中定向仪半弧形弓安装位置为俯卧位的示意图;
[0070] 图6为本发明实施例一中定向仪半弧形弓安装位置为左侧位的示意图;
[0071] 图7为本发明实施例一中定向仪半弧形弓安装位置为右侧位的示意图;
[0072]图8为本发明实施例二所述支持多种立体定向仪的靶部位定位系统的结构图。
【具体实施方式】
[0073] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并 非用于限定本发明的范围。
[0074] 如图1所示,一种支持多种立体定向仪的靶部位定位方法,其特征在于,包括以下 步骤:
[0075] 步骤S1,构建定向仪的定位框架的框架坐标系。
[0076] 图2为本发明实施例一中框架坐标系的结构图。
[0077] 如图2所示,构建的框架坐标系为x-y-z三维坐标系,以定向仪的定位框架底部所 在平面为χ-y平面,并以定位框架底部的中心作为框架坐标系的原点,图2中标出了上、下、 前、后、左、右六个方向,如图2所示,将从右向左的方向作为X轴正方向,将从前到后的方向 作为y轴正方向,将从下到上的方向作为z轴正方向,框架坐标系中的每个点都可以用三维 坐标来表示。
[0078] 步骤S2,计算框架坐标系下靶点的坐标。
[0079] 在具体实施例中,人在进行CT扫描时,需要用结合器将定向仪的定位框架与CT检 查床连接固定,使用CT定位法根据需要对人体头部进行不同层面的扫描,得出CT影像,然 后医生可以在CT影像上选择脑内操作器械刺入的靶点和入点。
[0080] 图3为本发明实施例一中靶点坐标位置关系图。
[0081] 如图3所示,步骤S2包括以下步骤:
[0082] 步骤S21,构建靶面坐标系;将经过靶点且与定向仪的定位框架底部所在水平面 相平行的面称为靶面,将经过靶点且与所述框架坐标系中x-y面相平行的面称为靶面;在 所述靶面上构建二维靶面坐标系,记所述框架坐标系的原点在靶面上的投影点为0,将0作 为所述靶面坐标系的原点,所述框架坐标系的X轴在所述靶面上投影为所述靶面坐标系的 X轴,所述框架坐标系的y轴在所述靶面上的投影为所述靶面坐标系的Y轴。
[0083] 步骤S22,将定向仪的N形金属丝和定位框架在所述靶面坐标系上进行投影;定向 仪的N形金属丝在所述靶面坐标系上的X轴正方向的投影点为Zi,在X轴负方向的投影点 为Z2,定向仪的定位框架在所述靶面坐标系上的四个投影点分别为A、B、C和D,其中A位于 由X轴正方向、Y轴负方向构成的区域内,B位于由X轴正方向、Y轴正方向构成的区域内, C位于由X轴负方向、Y轴负方向构成的区域内,D位于由X轴负方向、Y轴正方向构成的区 域内;其中,无论靶点怎么变化,A、B、C、D、ZJPZ2的是固定的,它们在框架坐标系以及在靶 面坐标系中的坐标值可以经过预先测量并保存起来作为已知量。
[0084] 步骤S23,根据步骤S22的投影结果,计算靶点在所述框架坐标系上的坐标;将靶 点记为T,假设T在框架坐标系中的坐标为(Tx,Ty,τζ),则
[0085]
,其中藏、β?、和泛均表示向 量,其中τ在祀面坐标系中的坐标可以通过测量得出,(6/表示X轴正方向上的单位向量, 仍表示Y轴正方向上的单位向量。
[0086] 步骤S3,根据靶点的坐标计算靶点到入点在所述框架坐标系下的向量。
[0087] 设入点为I,其中,无论靶点T怎么变化,I是固定的,入点在框架坐标系以 及在革E1面坐标系中的坐标值可以经过预先测量并保存起来作为已知量,则万表示革巴 点到入点在框架坐标系下的向量,假设I在框架坐标系中的坐标为(Ix,Iy,Iz)则有 7/= (Ιχ-fxjly~Tv,l*-Tu)σ
[0088] 步骤S4,根据祀点的坐标以及祀点到入点在所述框架坐标系下的向量计算定向仪 的参数。
[0089] 计算定向仪的参数时,需要考虑定向仪所用定向系统的种类以及定向仪的半弧形 弓的安装位置。其中,定向仪所用的定向系统包括Leksell定向系统和BRW/CRW定向系统, 其中定向仪的半弧形弓的安装位置包括仰卧位、俯卧位、左侧位和右侧位,分别如图4、图 5、图6和图7所示,为半弧形弓分别位于人体头部的上方、下方、左侧和右侧。
[0090] 对于Leksell定向系统:
[0091] 设定向仪的定位框架边框长度为L;则调整Leksell定向系统中三个可调整刻度 尺中的X值为L/2-Tx;y值为L/2-Ty;z值为L-Tz。
[0092] 当半弧形弓的安装位置为仰卧位时,
[0093]当(万)z彡〇时,α角=arccos( X涵· );其中(表示向量 在框架坐标系中z轴上的投影;表示X轴负方向上的单位向量;
[0104] 其中α角为入颅的前倾或后仰角度,β角为入颅的左右侧偏角度。
[0105] 对于BRW/CRW定向系统:
[0106] 设定位仪的定位框架边框长度为Η;则调整所述BRW/CRW定向系统中三个可调整 刻度尺中的LAT值为ΤΧ;ΑΡ值为Ty;VERT值为ΤΖ-Η;
[0107] 当半弧形弓的安装位置为仰卧位时,
[0120] 当0〈α〈90时,表示入颅需要的前倾角度为α;
[0121] 当90〈α〈210时,表示入颅需要的后仰角度为180-α;
[0122] 当330〈α〈360时,表示入颅需要的前倾角度为α-360;
[0123] 当35〈β〈90时,表示入颅需要的右侧偏角度为向右90-β;
[0124] 当90〈β〈145时,表示入颅需要的左侧偏角度为β-90。
[0125] 图8为本发明实施例二所述支持多种立体定向仪的靶部位定位系统的结构图。
[0126] 根据上述支持多种立体定向仪的革Ε1部位定位方法,可以得出技术特征--对应的 一种支持多种立体定向仪的靶部位定位系统,包括框架坐标系构建模块、靶点坐标计算模 块、向量计算模块和定向仪参数计算模块;框架坐标系构建模块用于构建定向仪的定位框 架的框架坐标系;靶点坐标计算模块用于计算所述框架坐标系下靶点的坐标;向量计算模 块用于根据革G点的坐标计算革Ε1点到入点在所述框架坐标系下的向量;定向仪参数计算模块 用于根据祀点的坐标以及革Ε1点到入点在所述框架坐标系下的向量计算定向仪的参数。
[0127] 在本说明书的描述中,参考术语"实施例一"、"实施例二"、"示例"、"具体示例"、或 "一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发 明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是 相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实 施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将 本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0128] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限
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