一种基于超声引导的自动定位穿刺系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于超声引导的自动定位穿刺系统及方法，基于超声引导的自动定位穿刺系统包括超声探头、固定架、控制单元、穿刺单元，其中，所述超声探头固定在所述固定架上，用于获取超声图像；所述控制单元用于根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，并根据反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线；所述穿刺单元用于实现所述至少一条穿刺路线，并在穿刺过程中获取并向所述控制单元反馈所述反向阻力。本发明专利技术基于实时超声引导，结合自动化方案和影像引导技术实现的自动化穿刺方案，从而提供更优的穿刺引导路线规划，提升穿刺成功率，降低穿刺损伤发生概率。降低穿刺损伤发生概率。降低穿刺损伤发生概率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声引导的自动定位穿刺系统及方法


[0001]本专利技术涉及穿刺
，尤其涉及一种基于超声引导的自动定位穿刺系统及方法。

技术介绍

[0002]超声引导下的活体穿刺活检是临床检查中一种非常常用的检查和检验方式。目前临床使用的较为广泛的基于实时超声影像引导下活体穿刺主要有两种方法：
[0003]第一种是基于固定穿刺架的方法。在探头和人体接触面侧面固定机械结构，从而为穿刺针在超声成像平面内提供制定的穿刺路径。由医生手动进行穿刺。由于穿刺架的结构限制，医生无法实时调整穿刺线路。
[0004]第二种是手动穿刺的方法。不依赖穿刺架，有医生直接采用手工方式，在实时超声引导下寻找合适的穿刺线路，进行穿刺。由于没有预规划线路，穿刺容易出现穿刺损伤。且由于没有引导路线，容易出现穿刺针不在扫描面内，丢失影像引导的情况。
[0005]现有穿刺方式，由于存在无引导或者结构限制，穿刺过程非常依赖医生的经验和手动操作，容易造成医生疲劳和穿刺损伤的情况。因此，如何提供一种高效率的自动化穿刺方法是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，有必要提供及一种基于超声引导的自动定位穿刺系统及方法，用以克服现有技术中穿刺过程不够智能、不够高效的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于超声引导的自动定位穿刺系统，包括：超声探头、固定架、控制单元、穿刺单元，其中，所述超声探头固定在所述固定架上，用于获取超声图像；所述控制单元用于根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，并根据反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线；所述穿刺单元用于实现所述至少一条穿刺路线，并在穿刺过程中获取并向所述控制单元反馈所述反向阻力。
[0008]进一步地，所述穿刺单元包括穿刺针、穿刺控制器、受力反馈器，其中，所述穿刺控制器通过内置电机在所述固定架上移动，并控制所述穿刺针绕着所述穿刺控制器实现角度旋转和/或沿着自身长度方向前后移动，所述受力反馈器用于采集所述穿刺针推进过程中的反向阻力。
[0009]进一步地，所述穿刺单元和/或所述超声探头与超声主机进行通信连接。
[0010]本专利技术提供一种基于超声引导的自动定位穿刺方法，应用于如上所述的基于超声引导的自动定位穿刺系统中的控制单元，所述方法包括：
[0011]获取超声图像；
[0012]根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，其中，穿刺单元用于实现所述至少一条穿刺路线，并在穿刺过程中获取并向所述控制单元反馈反向阻力；
[0013]根据所述反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线。
[0014]进一步地，所述根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，包括：
[0015]根据所述超声图像，确定穿刺区域位置；
[0016]根据所述穿刺区域位置，确定穿刺针角度及穿刺针运行深度；
[0017]根据所述穿刺针角度及所述穿刺针运行深度，规划所述至少一条穿刺路线。
[0018]进一步地，所述根据所述穿刺针角度及所述穿刺针运行深度，规划所述至少一条穿刺路线，包括：
[0019]根据所述穿刺针角度及所述穿刺针运行深度，通过空间坐标计算，确定所述至少一条穿刺路线；
[0020]将所述至少一条穿刺路线在所述超声图像上进行显示和标记，并根据用户选择，确定至少一条最优路线；
[0021]根据所述至少一条最优路线，确定路线起始位置和路线初始角度，其中，所述穿刺单元根据所述至少一条最优路线，调整横向位置和旋转角度，运动至所述路线起始位置。
[0022]进一步地，所述根据所述反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线，包括：
[0023]以推进深度为横坐标，以所述反向阻力为纵坐标，确定所述至少一条最优路线对应的数据曲线；
[0024]根据所述数据曲线的曲线斜率变化，确定所述穿刺目标性质。
[0025]进一步地，所述根据所述数据曲线的曲线斜率变化，确定所述穿刺目标性质，包括：
[0026]若所述数据曲线以第一斜率上升至第一前进点，则穿刺针到达穿刺目标的前边界；
[0027]若所述数据曲线的曲线斜率跳变至第二前进点，则穿刺针到达穿刺目标，且所述穿刺目标为恶性肿瘤；
[0028]若所述数据曲线以第二斜率上升至第三前进点，则穿刺针到达穿刺目标内部；
[0029]若所述数据曲线以第三斜率上升至第四前进点，则穿刺针到达穿刺目标的后边界。
[0030]进一步地，所述方法还包括：在穿刺针完成所述至少一条最优路线后，进行对应的病理取样。
[0031]进一步地，所述至少一条最优路线的形式为直线形式。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：在系统中，通过设置超声探头，对超声图像进行有效的获取；通过设置固定架，固定超声探头，并给穿刺单元提供移动支点；通过设置控制单元，利用超声图像规划穿刺路线，引导穿刺单元自动完成穿刺，并根据穿刺单元反馈的反向阻力，判断穿刺目标性质；通过设置穿刺单元，在控制单元的引导下实现自动穿刺，并采集穿刺过程中的反向阻力的信息，交由控制单元进行进一步的判断。在方法中，首先，对超声图像进行有效的获取；然后，基于超声图像进行穿刺路线的自动规划；最后，在实现穿刺的自动引导后，对穿刺过程中反馈的反向阻力的数据进行处理判断，以形成的数据曲线反映穿刺目标性质。综上，本专利技术基于实时超声引导，结合自动化方案和影像引导技术实现的自动化穿刺方案，从而提供更优的穿刺引导路线规划，提升穿刺成功率，降低穿刺损伤发生概率。
附图说明
[0033]图1为本专利技术提供的基于超声引导的自动定位穿刺系统一实施例的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术提供的基于超声引导的自动定位穿刺方法一实施例的流程示意图；
[0035]图3为本专利技术提供的图2中步骤S202一实施例的流程示意图；
[0036]图4为本专利技术提供的图3中步骤S303一实施例的流程示意图；
[0037]图5为本专利技术提供的穿刺过程一实施例的过程示意图；
[0038]图6为本专利技术提供的图2中步骤S203一实施例的流程示意图；
[0039]图7为本专利技术提供的反馈力测试一实施例的曲线示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0041]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0042]在本专利技术的描述中，提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声引导的自动定位穿刺系统，其特征在于，包括：超声探头、固定架、控制单元、穿刺单元，其中，所述超声探头固定在所述固定架上，用于获取超声图像；所述控制单元用于根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，并根据反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线；所述穿刺单元用于实现所述至少一条穿刺路线，并在穿刺过程中获取并向所述控制单元反馈所述反向阻力。2.根据权利要求1所述的基于超声引导的自动定位穿刺系统，其特征在于，所述穿刺单元包括穿刺针、穿刺控制器、受力反馈器，其中，所述穿刺控制器通过内置电机在所述固定架上移动，并控制所述穿刺针绕着所述穿刺控制器实现角度旋转和/或沿着自身长度方向前后移动，所述受力反馈器用于采集所述穿刺针推进过程中的反向阻力。3.根据权利要求1所述的基于超声引导的自动定位穿刺系统，其特征在于，所述穿刺单元和/或所述超声探头与超声主机进行通信连接。4.一种基于超声引导的自动定位穿刺方法，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的基于超声引导的自动定位穿刺系统中的控制单元，所述方法包括：获取超声图像；根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，其中，穿刺单元用于实现所述至少一条穿刺路线，并在穿刺过程中获取并向所述控制单元反馈反向阻力；根据所述反向阻力，确定反映穿刺目标性质的数据曲线。5.根据权利要求4所述的基于超声引导的自动定位穿刺方法，其特征在于，所述根据所述超声图像，规划至少一条穿刺路线，包括：根据所述超声图像，确定穿刺区域位置；根据所述穿刺区域位置，确定穿刺针角度及穿刺针运行深度；根据所述穿刺针角度及所述穿刺针运行深度，规划所述至少一条穿刺路线。6.根据权利要求4所述的基于超...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福成，
申请(专利权)人：武汉中旗生物医疗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：