一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统技术方案

一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，包括影像学设备，用于采集患者的图像数据，所述影像学设备上设置有影像学设备原点；介入移动影像工作站，用于接收来自所述影像学设备的图像数据；辅助穿刺导航装置，包括显示屏，所述显示屏上设置有至少三个摄像头，本发明专利技术通过介入移动影像工作站采集到的患者信息，供操作者选择出一条较佳的穿刺路径，结合显示屏，显示生成的AR穿刺辅助线引导穿刺针穿入的AR图像，操作者进行穿刺时，可以参考显示屏中的AR图像中的穿刺辅助线进行穿刺，操作简单，穿刺更加精确，穿刺效率高，降低患者穿刺风险。降低患者穿刺风险。降低患者穿刺风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统


[0001]本专利技术涉及一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统。

技术介绍

[0002]穿刺是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，或向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术。
[0003]穿刺过程中，操作者无法直接看到人体内部的情况，入针点A的选取取决于操作者的经验，同时操作者无法确认穿刺针的针端是否扎入患者体内的目标穿刺点，当完成一次穿刺操作后，接下来通过影像学设备采集的图像信息，判断穿刺针是否达到目标穿刺点，穿刺针针端与目标穿刺点的距离、穿刺针针端与目标穿刺点偏离的角度位置，操作者根据采集的图像信息重新调整穿刺针进行穿刺，即整个穿刺手术是需要穿刺操作结合影像学设备采集实现的，可能需要反复多次穿刺、多次采集才能完成穿刺手术，主要依靠操作者的个人操作经验，穿刺时间长，难度高，且患者承担风险高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，包括影像学设备，用于采集患者的图像数据，所述影像学设备上设置有影像学设备原点；介入移动影像工作站，用于接收来自所述影像学设备的图像数据，并将所述图像数据转三维化处理，在匹配所述原点的医学影像三维空间坐标系内，生成并显示医学影像3D图像，供操作者查看和选取入针点A和穿刺点T，并根据选取的入针点A和穿刺点T的位置坐标，生成所述入针点A与所述穿刺点T之间具有穿刺路径的3D图像观察平面，通过查看与/或选定旋转所述直线从而供操作者参考并判断，直至选出一条合适的直线作为穿刺路径，并将确认的穿刺路径的入针点A作为靶点；辅助穿刺导航装置，包括显示屏，所述显示屏上设置有至少三个摄像头，辅助穿刺导航装置的CPU可根据各个所述摄像头采集到的图像数据得到患者靶点位置、影像学设备周围匹配的标志板环境与显示屏位置。
[0006]在某些实施方式中，所述影像学设备可以为CT扫描仪、磁共振成像设备、超声成像设备、核医学成像设备中的一种。
[0007]在某些实施方式中，所述影像学设备还包括用于覆盖在患者身上从而能够采集患者包含有图像坐标点的图像数据的CT定位网。
[0008]在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括固定设置于所述影像学设备周围能够反映所述影像学设备原点位置的至少一个标志板，所述标志板分布于影像学设备原点、影像学设备手术台面、影像学设备周围空间、天花板、周围墙壁中的至少一个上，三个摄像头中至少一个摄像头用于追踪并采集所述标志板。
[0009]在某些实施方式中，所述标志板为ArUco标识板。
[0010]在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括依照张正友标定法进行显示屏
的内参采集从而得到显示屏的内参的棋盘格标定图纸，所述棋盘格标定图纸铺设于基于影像学设备原点的环境标志板坐标系Zw＝0的平面上，所述影像学设备原点位于棋盘格标定图纸的固定一角，三个摄像头中至少一个摄像头用于采集棋盘格标定图纸图片。
[0011]在某些实施方式中，所述显示屏上设置有陀螺仪。
[0012]在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括设置于所述靶点上的靶点色贴，所述靶点色贴是颜色与皮肤色和环境色有明显区别的色环贴，所述靶点色贴中心开设有直径2mm的孔洞，三个摄像头中至少两个个摄像头用于采集所述靶点色贴。
[0013]在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括穿刺针，所述穿刺针包括针本体、固定于所述针本体上端部的针手柄，所述针本体的上部设置有两个以上能够区别于周边环境色的色环，或者所述针本体的上部和所述针手柄上设置有两个以上能够区别于周边环境色的色环，两个以上所述色环沿着所述穿刺针的长度方向分布，用于采集所述靶点色贴的摄像头同时采集所述穿刺针。
[0014]本专利技术的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。
[0015]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术提供一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航方法,通过影像学设备采集到的患者信息，通过介入移动影像工作站将体现三维空间的3D图像观察平面显现出来，供操作者选择出一条较佳的穿刺路径，结合显示屏在基于影像学设备原点的物理环境中的位置及内参，将确认的穿刺路径在物理世界的环境标志板坐标系中匹配，即在显示屏上显示的患者靶点处生成对应所述穿刺路径的AR穿刺辅助线的AR图像，从而能够引导操作者进行穿刺手术，操作者进行穿刺时，可以参考显示屏中的AR图像中的穿刺辅助线进行穿刺，本方案在介入移动影像工作站中选择了最佳穿刺路径，根据穿刺辅助线手术，操作简单，更加数据化，穿刺更加精确，穿刺效率高，降低患者穿刺风险。
附图说明
[0016]附图1为本专利技术辅助穿刺导航系统示意图；
[0017]附图2为显示屏与CT床安装位置示意图；
[0018]附图3为3D图像观察平面结构图；
[0019]附图4为本专利技术CT室环境标志板分布示意图；
[0020]附图5为检测标志板示意图；
[0021]附图6为使用模拟患者的穿刺路径选择过程示意图；
[0022]附图7为使用模拟患者的AR显示的穿刺辅助线以及穿刺过程示意图；
[0023]其中，1、影像学设备；2、介入移动影像工作站；3、辅助穿刺导航装置；4、标志板；5、穿刺针。
具体实施方式
[0024]如附图1所示，基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，包括影像学设备1，用于采集患者的切片图像数据，影像学设备如CT机放在CT室内，CT扫描电脑主机放在操作间内，CT扫
描电脑主机与CT机可以通过wifi或网线以及RabbitMQ管道相连接。本实施例中，影像学设备上设置有影像学设备原点，该原点设置有原点标记，原点标记为ArUco标记。
[0025]基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，还包括介入移动影像工作站2，作为切片图像数据的中转和处理平台，即接收来自影像学设备的图像数据，并将该图像数据转三维化处理，在以影像学设备原点作为坐标系原点的三维空间内生成显示医学影像3D图像，供操作者查看和选取入针点A和穿刺目标点T，并根据选取的入针点A和穿刺目标点T的位置坐标，生成所述入针点A与所述穿刺目标点T之间具有直线的3D图像观察平面，通过查看与/或选定旋转所述直线从而供操作者参考并判断，直至选出一条合适的直线作为穿刺路径，并将确认的穿刺路径的入针点A作为靶点。
[0026]基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，还包括辅助穿刺导航装置3，本实施例中，该辅助穿刺导航装置3直接为将cpu与显示屏集成为一体的pad，该pad上设置有至少三个摄像头，pad的CPU可根据各个所述摄像头采集到的图像数据得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，其特征在于：包括影像学设备(1)，用于采集患者的图像数据，所述影像学设备上设置有影像学设备原点；介入移动影像工作站(2)，用于接收来自所述影像学设备的图像数据，并将所述图像数据转三维化处理，在匹配所述原点的医学影像三维空间坐标系内，生成并显示医学影像3D图像，供操作者查看和选取入针点A和穿刺点T，并根据选取的入针点A和穿刺点T的位置坐标，生成所述入针点A与所述穿刺点T之间具有穿刺路径的3D图像观察平面，通过查看与/或选定旋转所述直线从而供操作者参考并判断，直至选出一条合适的直线作为穿刺路径，并将确认的穿刺路径的入针点A作为靶点；辅助穿刺导航装置(3)，包括显示屏，所述显示屏上设置有至少三个摄像头，辅助穿刺导航装置的CPU可根据各个所述摄像头采集到的图像数据得到患者靶点位置、影像学设备周围匹配的标志板环境与显示屏位置。2.根据权利要求1所述基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，其特征在于：所述影像学设备(1)可以为CT扫描仪、磁共振成像设备、超声成像设备、核医学成像设备中的一种。3.根据权利要求1所述基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，其特征在于：所述影像学设备(1)还包括用于覆盖在患者身上从而能够采集患者包含有图像坐标点的图像数据的CT定位网。4.根据权利要求1所述基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，其特征在于：所述辅助穿刺导航系统(3)还包括固定设置于所述影像学设备周围能够反映所述影像学设备原点位置的至少一个标志板(4)，所述标志板(4)分布于影像学设备原点、影像学设备手术台面、影像学设备周围...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐昕，张首誉，
申请(专利权)人：苏州朗润医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：