血肿抽取系统、导航系统及血肿边界判断方法技术方案

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，具体公开了一种血肿抽取系统、导航系统及血肿边界判断方法，该血肿抽取系统包括导航单元，抽取单元和控制单元，导航单元获取真实病患图像以及术前影像三维重建的虚拟图像，导航单元识别并跟踪抽取单元的轨迹并在可视化三维图形进行显示，抽取单元具有抓取爪部，在爪部设置有用于区分脑部血肿与脑组织的感应部件，感应部件与导航单元连接，脑部血肿与脑组织的边界信息被输入导航单元并融合修正三维重建的虚拟图像，控制单元与抽取单元的控制端连接，根据感应部件的信息自主或者人工控制爪部的张开范围和大小。采用本技术方案，利用各单元配合，完成血肿清除，保证不损伤血肿周边脑组织。保证不损伤血肿周边脑组织。保证不损伤血肿周边脑组织。

【技术实现步骤摘要】
血肿抽取系统、导航系统及血肿边界判断方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，涉及一种血肿抽取系统、导航系统及血肿边界判断方法。

技术介绍

[0002]脑出血是全球范围内威胁人类生命的最主要疾病之一，同时又具有高致残率、高死亡率和高经济负担的特点。目前临床上多采用开颅的方式清除血肿，其不足之处在于手术创伤大，特别是在深部血肿治疗时，容易造成脑内重要神经结构的损伤，死亡率及致残率高，开颅清除血肿手术对医疗设备的条件要求较高，导致费用高、病人痛苦大，同时对病人的身体条件也有严格要求。
[0003]为此，中国专利公开了一种内镜血肿清除手术系列套件，授权公告号为CN209253063U，包括撑开架和置撤筒，撑开架包括空心的管体和设置于管体端部的爪部，爪部存在合拢和展开状态，爪部位于通腔内时处于合拢状态，爪部位于置撤筒的通腔外时处于展开状态以形成包裹血肿块的工作空间，工作空间和管体连通，以使手术器械通过管体进入工作空间内处理血肿块。
[0004]但上述结构存在以下问题：内镜操作空间小，视野有限，套件不能精准在血肿块内部展开，无法完全抓获血肿，爪部在撑开时还会损伤血肿块周边的脑组织，造成再次出血。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种血肿抽取系统、导航系统及血肿边界判断方法，实现血肿清除，同时保证不损伤血肿周边脑组织。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种血肿抽取系统，包括导航单元，抽取单元和控制单元；
[0007]所述导航单元获取真实病患图像以及术前影像三维重建的虚拟图像，将两个图像进行匹配定位融合，对齐两个坐标系并显示为可视化三维图形，所述导航单元识别并跟踪抽取单元的轨迹并在可视化三维图形进行显示；
[0008]所述抽取单元具有抓取爪部，在所述爪部边界位置设置有用于区分脑部血肿与脑组织的感应部件，所述感应部件的输出端与导航单元连接，所述脑部血肿与脑组织的边界信息被输入导航单元并融合修正所述三维重建的虚拟图像；
[0009]所述控制单元的输出端与抽取单元的控制端连接，所述控制单元接收感应部件及导航单元输出的信息并根据接收的信息自主或者人工控制爪部的张开范围和大小。
[0010]本基础方案的工作原理和有益效果在于：将实际观测的真实病患图像与术前影像三维重建的虚拟组织进行匹配定位融合，对齐两个坐标系并显示为图形，实现术中实时三维可视化定位，有利于确定血肿位置，利于后续手术操作。通过抽取单元的感应部件，获取脑部血肿与脑组织的区分信息，优化虚拟图像，使脑部血肿与脑组织在图上的特征区分更为明显。这样控制单元获取信息后控制爪部抽取血肿时，可更精确定位血肿，有利于血肿抽
取，避免误伤血肿周边的脑组织。
[0011]进一步，所述抽取单元包括外管、插入管和导丝，所述插入管套接在外管内，插入管内设有若干轴向延伸的通道，所述导丝插接在对应通道内，导丝前端设置有爪部，所述爪部位于通道内时呈直线，伸出通道时呈爪状，所述外管连通有负压抽取机构。
[0012]工作时将外管和插入管一同插入血肿块内，随后使导丝逐一伸出并使爪部插入血肿块，当所有导丝向前伸出到位后，向后拉动插入管，通过插入管带动导丝同步移动，带动由爪部抓取的血肿块进入外管，以此破坏血肿块。然后启动负压抽取机构，将外管连通负压，在负压作用下将剩余血肿块吸出。
[0013]进一步，所述导丝的爪部采用记忆材料。
[0014]这样导丝的爪部可在通道内受通道限制而保持直线状态，伸出通道后因记忆材料的特性而恢复为爪状。
[0015]进一步，所述导丝的爪部上设有毛刺或挂钩。
[0016]这样导丝通过其上的毛刺或挂钩，更利于抓取血肿。
[0017]进一步，所述感应部件采用颜色传感器或密度传感器。
[0018]颜色传感器与密度传感器结构简单，利于安装、使用。
[0019]进一步，所述颜色传感器用于采集行进过程中前方组织的颜色信息，并将对应颜色信息转换为适于显示的数据，输入导航单元；
[0020]通过图像识别技术获取可视化三维图像上血肿图像和脑组织图像的表面特征点，导航单元将可视化三维图形进行切片，并将每个切片的表面特征点投影在成像平面上，将抓取爪部的初始位置设置为成像平面坐标系的中心点，在血肿颜色信息变为脑组织颜色信息时，查看抓取爪部移动的距离信息和角度信息，从而换算血肿与脑组织的边界位置坐标，以边界位置坐标信息修正可视化三维图形投影的图像边界坐标。
[0021]利用颜色传感器，换算得到脑组织与血肿的图像边界信息，利于后续血肿清除，提高操作精确度。
[0022]进一步，所述密度传感器用于采集行进过程中前方组织的密度信息，并将对应密度信息转换为适于显示的数据，输入导航单元；
[0023]通过图像识别技术获取可视化三维图像上血肿图像和脑组织图像的表面特征点，将导航单元的可视化三维图形进行切片，并将每个切片的表面特征点投影在成像平面上，将抓取爪部的初始位置设置为成像平面坐标系的中心点，在密度传感器不再与血肿接触时，查看抓取爪部移动的距离信息和角度信息，从而换算血肿与脑组织的边界位置坐标，以边界位置坐标信息修正可视化三维图形投影的图像边界坐标。
[0024]利用密度传感器，换算得到脑组织与血肿的图像边界信息，利于后续血肿清除，提高操作精确度。
[0025]进一步，测出多个边界坐标后，如果测出的多个边界坐标与原来三维图形的最近点的距离没有超出阈值，优选将边界坐标平滑处理，如果拟合得到的平滑界面没有超出原三维图形界面，则利用平滑界面替换相应位置的三维图形界面；如果拟合得到的平滑界面有的区域超出原三维图形界面，则超出的地方仍然显示原来获得的三维图形界面；
[0026]如果有的边界坐标与原来三维图形的最近点的距离超出了阈值，则通过控制单元发出提醒信号并控制导丝爪部部分回缩。
[0027]这样修正三维图形，运算简单，利于操作。
[0028]本专利技术还提供一种导航系统，包括虚拟场景生成器、用户头部姿态跟踪器、用户位置跟踪器和显示器，所述虚拟场景生成器通过本专利技术所述的导航单元构建病患的脑部三维图形，用户头部姿态跟踪器和用户位置跟踪器用于确定用户整体位置，虚拟场景生成器、用户头部姿态跟踪器和用户位置跟踪器的输出端均与显示器连接。
[0029]利用导航系统将实际观测的真实病患图像与术前影像三维重建的虚拟组织进行匹配定位融合，对齐两个坐标系并显示为图形，实现术中实时三维可视化定位，从而实现精准的外科手术导航。
[0030]本专利技术还提供一种血肿边界判断方法，通过本专利技术所述的导航单元实时图像采集，选取部分图像信息作为锚点，对锚点进行跟踪定位；
[0031]通过图像识别技术匹配真实病患图像特征点和术前影像三维重建的虚拟图像表面特征点，以匹配点之间映射关系为基础，通过对虚拟图像做拓扑变换进而实现虚拟图像与真实病患图像配准；
[0032]获取本专利技术所述感应部件获取的脑部血肿与脑组织的区分信息，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血肿抽取系统，其特征在于，包括导航单元，抽取单元和控制单元；所述导航单元获取真实病患图像以及术前影像三维重建的虚拟图像，将两个图像进行匹配定位融合，对齐两个坐标系并显示为可视化三维图形，所述导航单元识别并跟踪抽取单元的轨迹并在可视化三维图形进行显示；所述抽取单元具有抓取爪部，在所述爪部边界位置设置有用于区分脑部血肿与脑组织的感应部件，所述感应部件的输出端与导航单元连接，所述脑部血肿与脑组织的边界信息被输入导航单元并融合修正所述三维重建的虚拟图像；所述控制单元的输出端与抽取单元的控制端连接，所述控制单元接收感应部件及导航单元输出的信息并根据接收的信息自主或者人工控制爪部的张开范围和大小。2.如权利要求1所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述抽取单元包括外管、插入管和导丝，所述插入管套接在外管内，插入管内设有若干轴向延伸的通道，所述导丝插接在对应通道内，导丝前端设置有爪部，所述爪部位于通道内时呈直线，伸出通道时呈爪状，所述外管连通有负压抽取机构。3.如权利要求2所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述导丝的爪部采用记忆材料。4.如权利要求3所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述导丝的爪部上设有毛刺或挂钩。5.如权利要求1所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述感应部件采用颜色传感器或密度传感器。6.如权利要求5所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述颜色传感器用于采集行进过程中前方组织的颜色信息，并将对应颜色信息转换为适于显示的数据，输入导航单元；通过图像识别技术获取可视化三维图像上血肿图像和脑组织图像的表面特征点，导航单元将可视化三维图形进行切片，并将每个切片的表面特征点投影在成像平面上，将抓取爪部的初始位置设置为成像平面坐标系的中心点，在血肿颜色信息变为脑组织颜色信息时，查看抓取爪部移动的距离信息和角度信息，从而换算血肿与脑组织的边界位置坐标，以边界位置坐标信息修正可视化三维图形投影的图像边界坐标。7.如权利要求5所述的血肿抽取系统，其特征在于，所述密度传感器用于采集行进过程中前方组织的密度信息，并将对应密度信息转换为适于显示的数据，输入导航单元；通过图像识别技术获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永兵，陈鹏，马渝，张颖，刘阳，王杨灵犀，梁译丹，
申请(专利权)人：重庆市急救医疗中心，
类型：发明
国别省市：