超声影像引导下的精准定位穿刺系统技术方案

本申请公开了一种超声影像引导下的精准定位穿刺系统，包括：病灶影像采集模块、进针点定位模块和注射针角度调整模块；病灶影像采集模块用于根据肌骨超声影像定位病灶；进针点定位模块用于根据定位的病灶定位穿刺针在皮肤上的进针位置；注射针角度调整模块用于根据进针点以及靶目标点的空间关系调整穿刺针与皮肤的夹角。超声影像实时成像，可引导注射针精准达到病灶并实施注射。本申请告别徒手定位式穿刺注射，极大提高注射治疗的精准度和安全性，但如何快速准确定位皮肤穿刺点，避免反复穿刺、提升注射治疗效率，当前尚无更好的解决方法。如果能根据超声影像下靶目标的位置快速计算皮肤穿刺点和进针点，让操作者快速精准完成高质量的注射治疗。成高质量的注射治疗。成高质量的注射治疗。

【技术实现步骤摘要】
超声影像引导下的精准定位穿刺系统


[0001]本申请涉及精准定位注射治疗领域，具体而言涉及一种超声影像引导下的精准定位穿刺系统。

技术介绍

[0002]注射是骨关节及周围组织疼痛患者的有效治疗方法。既往实施注射主要依靠徒手定位技术，即通过骨性标识定位皮肤上的穿刺点，很大程度上依赖操作者的个人经验和技术水平。文献研究显示，对于关节腔注射，徒手注射治疗大约有30
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50％失败率。注射失败除造成药物浪费、也会发生不良医疗事件。
[0003]在超声影像实时引导下，注射针精准达到病灶、完成注射。告别既往盲人摸象式的徒手定位方法，极大提高注射的精准度和安全性，已在临床推广应用，受到医务人员广泛欢迎和关注。
[0004]目前，初学肌骨超声引导注射技术的医生存在皮肤穿刺点定位困难、进针角度不理想等问题，反复穿刺增加局部组织损伤、患者体验不佳，延长注射操作时间降低治疗效率、增加感染风险等。出现以上问题的主要原因是操作者不能很好地定位皮肤进针点和穿刺角度。我们希望专利技术一个定位体表穿刺点的计算系统，根据超声影像下靶目标的位置计算注射针的皮肤穿刺点，让操作者更快速、精准定位皮肤穿刺点和进针角度，高效完成高质量的注射治疗。

技术实现思路

[0005]本申请公开了一种超声影像引导下的精准定位穿刺系统，通过该系统智能计算，告诉注射者进针点和进针倾斜角度，实现快速定位进针点、进针途径，精准到达靶目标。
[0006]为达到上述目的，本申请提供了以下方案：
[0007]超声影像引导下的精准定位穿刺系统，系统包括：组织病灶影像采集模块、进针点定位模块和注射针角度调整模块；
[0008]所述组织病灶影像采集模块用于根据肌骨超声影像定位组织病灶；
[0009]所述进针点定位模块用于根据定位的组织病灶定位确定进针位置；
[0010]注射针角度调整模块用于根据进针点以及靶目标点的空间关系确定进针角度。
[0011]可选的，所述组织病灶影像采集模块包括标记子模块和模型构建子模块；
[0012]所述标记子模块用于采集患者的肌骨超声影像，标记组织病灶位置；
[0013]所述模型构建子模块用于使用Marching Cubes方法计算组织病灶的表面模型。
[0014]可选的，所述标记患者组织病灶具体包括：
[0015]对标记的患者疑似组织病灶取并集，记作疑似组织病灶区域，对所述疑似组织病灶区域使用交互式标记工具进行涂抹或勾画区域轮廓。
[0016]可选的，所述进针点定位模块还包括位置选择子模块、空间变换子模块和虚拟穿刺子模块；
[0017]所述位置选择子模块用于根据患者的肌骨超声影像和所述组织病灶位置选择注射位置；
[0018]所述空间变换子模块用于利用磁定位仪，根据患者的肌骨超声影像获取空间变换矩阵；
[0019]所述虚拟穿刺子模块用于根据所述注射位置和所述空间变换矩阵获得穿刺针末端的磁定位仪空间位置。
[0020]可选的，所述空间变换子模块具体包括：
[0021]使用磁定位仪探笔探测患者组织病灶处在磁定位仪空间下的位置坐标，得到点集P1；
[0022]在患者的肌骨超声影像上提取标记的患者疑似组织病灶区域位置坐标，计算标记点影像的集合中心在肌骨超声影像下的坐标，得到点集P2；
[0023]使用迭代最邻近点方法求解点集P1到点集P2的变换矩阵，及为磁定位仪空间到肌骨超声影像空间的变换矩阵。
[0024]可选的，所述虚拟穿刺子模块具体包括：
[0025]将磁定位仪固定与穿刺针的末端，并使磁定位仪中心与穿刺针轴向重合，标定穿刺针末端相对于磁定位仪的偏移量，获得穿刺针末端的磁定位仪空间位置。
[0026]可选的，所述标定穿刺针末端相对于磁定位仪的偏移量具体包括：
[0027]选择空间中一点P，使用磁定位仪探笔获得其坐标，使固定磁定位仪接收器的穿刺针末端置于点P；
[0028]记录磁定位仪接收器的读数，得到定位接收器到磁定位仪发射器的旋转矩阵，实现对偏移量的计算。
[0029]可选的，所述注射针角度调整模块具体包括：
[0030]根据进针点定位模块确定的进针位置坐标，调整到预设的进针角度，实现精准定位穿刺。
[0031]本申请的有益效果为：
[0032]在超声影像实时引导下，可精准定位组织病灶，并引导注射针达到组织病灶、完成注射。告别盲人摸象式的徒手定位注射，肌骨超声影像辅助下，极大提高注射的精准度和安全性，已在临床推广应用。根据超声影像下靶目标的位置计算穿刺点，让操作者更快速、精准定位皮肤穿刺点和进针角度，完成高质量的注射治疗。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本申请实施例一种超声影像引导下的精准定位穿刺系统的系统结构图。
具体实施方式：
[0035]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0037]实施例一
[0038]在本实施例一中，如图1所示，一种超声影像引导下的精准定位穿刺系统，具体包括：
[0039]组织病灶影像采集模块用于根据肌骨超声影像定位组织病灶，包括：标记子模块和模型构建子模块；
[0040]标记子模块用于采集患者的肌骨超声影像，标记患者疑似组织病灶，对标记的患者疑似组织病灶取并集，记作疑似组织病灶区域Q，标记的方法可使用交互式标记工具进行涂抹或勾画区域轮廓；
[0041]模型构建子模块用于使用Marching Cubes方法计算疑似组织病灶区域的表面模型，并使用三维可视化方法显示；计算疑似组织病灶区域的几何中心点作为靶目标，选择所需的穿刺针，根据穿刺靶目标点设置初始的体表入针点，生成穿刺针在二维图像的投影切面，然后切换二维图像，观察投影切面与周围组织关系，调整体表入针点，指导投影切面不经过任何重要解剖结构(脏器、骨骼、血管、神经)，生成穿刺模拟针道，完成穿刺路径规划。
[0042]进针点定位模块用于根据定位的组织病灶定位进针位置坐标，进针点定位模块还包括：位置选择子模块、空间变换子模块和虚拟穿刺子模块；
[0043]位置选择子模块用于根据患者的肌骨超声影像选择5个可注射位置；
[0044]空间变换子模块用于利用磁定位仪，根据患者的肌骨超声影像与磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超声影像引导下的精准定位穿刺系统，其特征在于，系统包括：组织病灶影像采集模块、进针点定位模块和注射针角度调整模块；所述组织病灶影像采集模块用于根据肌骨超声影像定位组织病灶；所述进针点定位模块用于根据定位的组织病灶定位确定进针位置；注射针角度调整模块用于根据进针点以及靶目标点的空间关系确定进针角度。2.根据权利要求1所述的超声影像引导下的精准定位穿刺系统，其特征在于，所述组织病灶影像采集模块包括标记子模块和模型构建子模块；所述标记子模块用于采集患者的肌骨超声影像，标记组织病灶位置；所述模型构建子模块用于使用Marching Cubes方法计算组织病灶的表面模型。3.根据权利要求2所述的超声影像引导下的精准定位穿刺系统，其特征在于，所述标记患者组织病灶具体包括：对标记的患者疑似组织病灶取并集，记作疑似组织病灶区域，对所述疑似组织病灶区域使用交互式标记工具进行涂抹或勾画区域轮廓。4.根据权利要求3所述的超声影像引导下的精准定位穿刺系统，其特征在于，所述进针点定位模块还包括位置选择子模块、空间变换子模块和虚拟穿刺子模块；所述位置选择子模块用于根据患者的肌骨超声影像和所述组织病灶位置选择注射位置；所述空间变换子模块用于利用磁定位仪，根据患者的肌骨超声影像获取空间变换矩阵；所述虚拟穿刺子模块用于根据所述注射位置和所述空间变换矩阵获得穿刺针末端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜丽，
申请(专利权)人：中山大学附属第六医院，
类型：发明
国别省市：