一種基于混合實境的手術導航圖像成像方法，適用于將相關患者的手術部位的手術部位三維圖像成像至所述手術部位，使所述手術部位與所述手術部位三維圖像疊合。借由計算機裝置獲得并根據世界坐標系與混合實境眼鏡的紅外線拍攝追蹤裝置的紅外線像素坐標系間的第一投影矩陣、所述世界坐標系與所述混合實境眼鏡的彩色相機的彩色像素坐標系間的第二投影矩陣，及所述世界坐標系與所述混合實境眼鏡的鏡片顯示熒幕的鏡片像素坐標系間的第三投影矩陣，將所述手術部位三維圖像顯示于所述混合實境眼鏡的所述鏡片顯示熒幕。

技術領域

本發明涉及一種圖像成像方法，特別是涉及一種基于混合實境的手術導航圖像成像方法。

背景技術

在傳統的外科手術中，醫師只能憑借著手術部位圖像，例如磁力共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)圖像與計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT)圖像，解剖學專業和臨床經驗，規劃合適的手術路徑。在手術過程中，執刀醫師必須頻頻轉頭對照一旁熒幕，才能確認下刀位置。手眼不一的手術方式使得手術難度極高。

近年來，外科手術有逐漸結合混合實境(Mixed Reality,MR)的趨勢，混合實境能以實時三維可視化方式將手術部位圖像投影在病患上，提供患部、病患與手術器械空間位置信息，幫助醫師術前精確規劃可避開腦動脈的安全手術路徑，并于術中精準定位，讓醫師能在術中入刀時，避開神經與血管。

然而，醫師眼睛所看到投影在病患上手術部位圖像與實際醫師動刀的位置差異過大時，無法順利地進行手術，故如何將手術部位圖像準確地投影在病患上，是本領域技術人員所待解決的課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能將手術部位圖像準確地投影在病患上的基于混合實境的手術導航圖像成像方法。

本發明的基于混合實境的手術導航圖像成像方法，適用于將相關患者的手術部位的手術部位三維圖像成像至所述手術部位，使所述手術部位與所述手術部位三維圖像疊合，所述手術部位三維圖像中的手術部位標記有多個參考點，所述患者的手術部位依照所述參考點的標記位置設置有多個分別對應所述參考點的標記點，該方法由手術導航系統來實施，所述手術導航系統包括計算機裝置，及與所述計算機裝置通信連接的混合實境眼鏡，所述計算機裝置存儲有所述手術部位三維圖像、多個分別對應所述標記點且在世界坐標系的標記點世界坐標，及多個分別對應所述參考點且在三維坐標系的參考點三維坐標，所述世界坐標系的原點為所述標記點的其中一者，所述三維坐標系的原點為所述參考點的其中一者，所述混合實境眼鏡包括紅外線拍攝追蹤裝置、彩色相機，及鏡片顯示熒幕，該方法包含步驟(A)、步驟(B)、步驟(C)、步驟(D)、步驟(E)、步驟(F)、步驟(G)、步驟(H)、步驟(I)，及步驟(J)。

在所述步驟(A)中，所述混合實境眼鏡的所述紅外線拍攝追蹤裝置拍攝所述手術部位，以產生包括所述標記點的紅外線圖像。

在所述步驟(B)中，所述混合實境眼鏡的所述紅外線拍攝追蹤裝置根據所述紅外線圖像獲得多個分別對應所述標記點的紅外線像素坐標，并將所述紅外線圖像及所述紅外線像素坐標傳送至所述計算機裝置。

在所述步驟(C)中，所述計算機裝置根據所述標記點世界坐標及所述紅外線像素坐標獲得第一投影矩陣。

在所述步驟(D)中，所述混合實境眼鏡的所述彩色相機拍攝所述手術部位，以產生包括所述標記點的彩色圖像，并將所述彩色圖像傳送至所述計算機裝置。

在所述步驟(E)中，所述計算機裝置根據所述彩色圖像獲得多個分別對應所述標記點的彩色像素坐標。

在所述步驟(F)中，所述計算機裝置根據所述標記點世界坐標及所述彩色像素坐標獲得第二投影矩陣。

在所述步驟(G)中，所述計算機裝置根據用戶的輸入操作獲得多個對應于多個校正點的鏡片熒幕像素坐標及多個分別對應所述校正點且在所述世界坐標系的校正點世界坐標。