一种连续扫描截面升维空间定位方法技术

本发明专利技术公开了一种连续扫描截面升维空间定位方法。所述定位方法包括如下步骤：S1、还原CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系，确定病变最大层面，并使用两条相交的定位线或者这两条相交直线所在的三个平面确定病变中心；S2、利用两条定位线与通过体表任一拟穿刺点的穿刺线，两条定位线与穿刺线相交于病变核心点形成三个平面的几何特征，使用平面辅助显示手段分别显示两条定位线与拟穿刺点形成的两个平面，两个平面的相交线即为穿刺线，如此确定拟穿刺角度；S3、自拟穿刺点引出任一定位线的平行线，在此两根平行线间再做穿刺线的平行线，从而得到穿刺深度D。本发明专利技术可以方便快速地辅助确定拟穿刺角度和拟穿刺深度D。

A method of spatial location of continuous scanning section

【技术实现步骤摘要】
一种连续扫描截面升维空间定位方法
本专利技术涉及一种连续扫描截面升维空间定位方法，属于医疗手术辅助定位方法。
技术介绍
如何根据CT或者磁共振图像上以平面显示的体内病变图像进行三维手术定位一直是具有挑战性的临床问题。其中以颅内病变的手术定位问题尤为重要。本项目即以颅脑病变定位为例阐述。传统的立体定向仪精确度高，但需要头钉固定在头皮上进行CT或者MRI扫描，体验差，使用复杂，仅适用于立体定向等高精度要求的手术。当前最先进的解决方案是导航技术，也被称为无框架立体定向技术，即使用计算机辅助将CT或者磁共振生成的影像学数据通过体表标记和人体进行匹配，从而进行图像融合，通过示踪棒或者虚拟现实眼镜反馈给术者，指导手术。但导航设备昂贵，使用繁琐，容易损坏，在国内仅少数医院有条件配备。一些临床工作者借鉴传统的立体定向仪设计了各种简化版的体外标记体系，患者佩戴这一类标记接受CT或者磁共振扫描后再通过一系列的测量计算进行病变定位进一步确定穿刺角度及深度，这一类的设备有的需要借助计算机进行重建及测算，有的需要进行繁琐的测量及运算，使用起来并不容易。还有一些临床工作者通过对解剖的深刻理解，创立了结合CT的各种体表划线及定位方法，辅助进行穿刺定位，这一类技术很大程度取决于术者的知识和经验，学习曲线高，精度有限，临床推广困难。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种连续扫描截面升维空间定位方法，该定位方法可以利用CT或者磁共振平片方便快速地辅助确定拟穿刺角度和拟穿刺深度D。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、还原（人体）CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系，确定病变最大层面，并使用两条相交的定位线或者这两条相交直线所在的三个平面确定病变中心；S2、利用两条定位线与通过体表任一拟穿刺点的穿刺线，两条定位线与穿刺线相交于病变核心点形成三个平面的几何特征，使用平面辅助显示手段分别显示两条定位线与拟穿刺点形成的两个平面，两个平面的相交线即为穿刺线，如此确定拟穿刺角度；S3、根据平行四边形对边等长原理自拟穿刺点引出任一定位线的平行线，在此两根平行线间再做穿刺线的平行线，从而得到穿刺深度D。由此，利用本专利技术的定位方法可以确定经体表任一点到达体内深部某靶点的角度及深度，在体外还原人体CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系，确定病变最大层面，并在体外使用两条相交的定位线或者这两条相交直线所在的三个平面确定病变中心，利用两条定位线与通过体表任一拟穿刺点的穿刺线三线相交于病变核心点形成三个平面的几何特征，使用激光或者其它平面辅助显示手段分别显示拟穿刺点与两条定位线形成的两个平面，两平面相交线即确定拟穿刺角度，根据平行四边形对边相等原理引出平行线即可直接测量拟穿刺深度。根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：在本专利技术中，上述步骤S1具体包括：S11、阅读CT或者磁共振平片，确定扫描基线，调整患者躯体（此处以头部为例）角度，还原患者接受CT或者磁共振时的扫描位置，并与平面辅助显示手段的投影线吻合；S12、通过CT或者磁共振平片确定病变所在最大层面与基线之间的距离，平移平面辅助显示手段到该病变所在最大层面，并在患处表面相应位置标记划线；S13、根据病变中心在该病变所在最大层面的纵向距离和横向距离，从而确定正位定位线和侧位定位线，正位定位线和侧位定位线在患处的内交点即为病变中心，并使用两根标记杆固定在患处表面。在本专利技术中，上述步骤S2具体包括：S21、自患处表面任一拟穿刺点P引出拟穿刺点P分别与两根标记杆所代表的直线形成的两个平面，优选采用不同颜色的激光线同时照亮拟穿刺点和某条定位线（即标记杆）即形成两平面；S22、将穿刺针放在拟穿刺点P上，调整角度，当两条激光线同时照亮穿刺针即确定拟穿刺角度。根据权利要求3所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，步骤S3具体包括：以拟穿刺点P向任一定位线引平行线，然后在两平行线间引穿刺线的平行线，根据平行四边形对边长度相等原理，从而确定拟穿刺深度D。优选地，所述平面辅助显示手段为激光线或者平板状物体。在其中一个优选的实施例中，所述患处位于头部，具体定位方法包括如下步骤：步骤1、阅读CT或者磁共振平片，根据解剖标志或者扫描时的皮肤标记物明确基线平面，进而根据扫描的层厚读取病变最大层面与基线平面的高度差H，在病变最大层面取病变核心点，量取病变核心点距离颅脑矢状位中线的距离W以及病变核心点距离额部最高处的垂直距离L；步骤2、在定位板上垂直安装有两根标记杆，两根标记杆的顶部分别安装有一字线激光器，根据解剖标记或者扫描时画线将激光投射线和扫描基线匹配，其中X为水平基线，Y为正中矢状线；步骤3、根据阅读CT或者磁共振平片测量WL两个测量值移动两根标记杆，激光X1为病变水平截面最大层面，激光Y1为病变矢状面最大层面；步骤4、在两个激光面交汇头皮部位上安装第一定位杆，使第一定位杆位于两个激光面的交线上；步骤5、根据病变最大层面中病变中心距头部前端距离H放置冠状位激光线Z，进而放置第二定位杆；步骤6、拆除定位板上的标记杆，保留第一定位杆和第二定位杆，在第一定位杆和第二定位杆的末端分别安装一字线激光器，将两根激光线通过预定头皮拟穿刺点；步骤7、使拟穿刺点P的穿刺针同时位于两个激光面中，即确定了拟穿刺的角度，同时固定穿刺针；步骤8、从拟穿刺点P向任一定位杆引出平行线，在平行线任一点引入穿刺针的平行线，即确定拟穿刺深度D。在其中另一个优选的实施例中，所述患处位于胸部，具体定位方法包括如下步骤：步骤1、阅读CT或者磁共振平片，在病变最大层面，开启激光扫描线，优选开启CT自带的激光扫描线；步骤2、在CT或者磁共振平片上测量病变点距身体正中线距离W1及胸前壁的垂直距离L1；步骤3、在病变最大层面上固定两根定位杆，即第三定位杆和第四定位杆,在第三定位杆和第四定位杆的末端分别安装一字线激光器，将两根激光线通过拟穿刺点P；步骤4、使拟穿刺点P的穿刺针同时位于两个激光面中，确定任一拟穿刺点P的穿刺针方向，即确定了拟穿刺的角度，同时固定穿刺针；步骤5、从拟穿刺点P向任一定位杆引出平行线，在平行线任一点引入穿刺针的平行线，确定拟穿刺深度D。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用CT或磁共振扫描提供的显性的二维信息和隐性的三维信息，通过立体几何原理抓住病变中心的点和线，结合平面相交原理和平行四边形法则，简单，快速地解决了任一拟穿刺点选择及拟穿刺角度的角度和深度问题。原理简单易懂，操作简便，无需仅为定位再次扫描，也无需计算、导航或者机器人的介入，非常适合各个级别的医院使用。附图说明图1是阅读CT或者磁共振平片确定病变最大层面与基线平面的高度差H的原理图；图2是量取病变核心点距离颅脑矢状位中线的距离W及其距离额部最高处的垂直距离L；图3是还原确定CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系；图4是确定病变水平截面最大层面和病变矢状面最大层面；图5是设置第一定位杆的示意图；图6是设置第二定位杆的示意图；图7是拆除标记杆、保留定位杆的原理图；图8是选取拟穿刺点P；图9是确定拟穿刺角度的原理图；图10是确定拟穿刺深度D的原理图；图11是确定病变最大层面；图12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、还原CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系，确定病变最大层面，并使用两条相交的定位线或者这两条相交直线所在的三个平面确定病变中心；S2、利用两条定位线与通过体表任一拟穿刺点的穿刺线，两条定位线与穿刺线相交于病变核心点形成三个平面的几何特征，使用平面辅助显示手段分别显示两条定位线与拟穿刺点形成的两个平面，两个平面的相交线即为穿刺线，如此确定拟穿刺角度；S3、根据平行四边形对边等长原理自拟穿刺点引出任一定位线的平行线，在此两根平行线间再做穿刺线的平行线，从而得到穿刺深度D。

【技术特征摘要】
1.一种连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、还原CT或者磁共振扫描的直角立体坐标系，确定病变最大层面，并使用两条相交的定位线或者这两条相交直线所在的三个平面确定病变中心；S2、利用两条定位线与通过体表任一拟穿刺点的穿刺线，两条定位线与穿刺线相交于病变核心点形成三个平面的几何特征，使用平面辅助显示手段分别显示两条定位线与拟穿刺点形成的两个平面，两个平面的相交线即为穿刺线，如此确定拟穿刺角度；S3、根据平行四边形对边等长原理自拟穿刺点引出任一定位线的平行线，在此两根平行线间再做穿刺线的平行线，从而得到穿刺深度D。2.根据权利要求1所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，步骤S1具体包括：S11、阅读CT或者磁共振平片，确定扫描基线，调整患者躯体角度，还原患者接受CT或者磁共振时的扫描位置，并与平面辅助显示手段的投影线吻合；S12、通过CT或者磁共振平片确定病变所在最大层面与基线之间的距离，平移平面辅助显示手段到该病变所在最大层面，并在患处表面相应位置标记划线；S13、根据病变中心在该病变所在最大层面的纵向距离和横向距离，从而确定正位定位线和侧位定位线，正位定位线和侧位定位线在患处的内交点即为病变中心，并使用两根标记杆固定在患处表面。3.根据权利要求1或2所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S21、自患处表面任一拟穿刺点P引出拟穿刺点P分别与两根标记杆所代表的直线形成的两个平面，优选采用不同颜色的激光线同时照亮拟穿刺点和某条定位线即形成两平面；S22、将穿刺针放在拟穿刺点P上，调整角度，当两条激光线同时照亮穿刺针即确定拟穿刺角度。4.根据权利要求3所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，步骤S3具体包括：以拟穿刺点P向任一定位线引平行线，然后在两平行线间引穿刺线的平行线，根据平行四边形对边长度相等原理，从而确定拟穿刺深度D。5.根据权利要求1-3中任一项所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，所述平面辅助显示手段为激光线或者平板状物体。6.根据权利要求1所述的连续扫描截面升维空间定位方法，其特征在于，所述患处位于头部，具体定位方法包括如下步骤：步骤1、阅读CT或者磁共振平片，根据解剖标志或者扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凌云，向斌，向华，
申请(专利权)人：张凌云，
类型：发明
国别省市：湖南,43