路径确定方法、电子装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请涉及医疗器械领域，提供了路径确定方法、电子装置及计算机可读存储介质，可以使得穿刺手术精准施行，提升手术的安全性。所述方法包括：获取至少一个超声探头采集的第一超声切面和第二超声切面；分别在第一超声切面和第二超声切面中，确定第一超声切面和第二超声切面的交线；若第一超声切面和/或第二超声切面满足预设条件，则基于交线确定穿刺行进路径，其中，穿刺行进路径为穿刺针进行穿刺的行进路径。本申请提供的技术方案相比于人手操作非常稳定可靠，使得穿刺针沿穿刺行进路径进行穿刺时能够精确定位目标靶点，可精准找到针头位置并能够全程监控进针过程，提高手术的安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
路径确定方法、电子装置及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种路径确定方法、电子装置及计算 机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在医疗领域，穿刺是指将穿刺针刺入生物体内的器官抽取分泌物，向体腔 注入气体或药物，从器官中取出活体组织或对器官进行局部消融的一种诊疗技 术。临床上最常用的是二维超声图像引导穿刺，但二维超声只能查看平面影像， 要找到针尖甚至整根针的位置对穿刺操作者的操作和空间想象能力有很高的要 求，尤其是对于心脏等时刻在运动的器官，穿刺难度更高。随着机器人技术的 发展，已有应用于穿刺的机器人(或机械臂)。现有穿刺的机器人大多通过术 前CT和术中X光进行图像配准或采用光学小球定位配准，从而规划穿刺路径。
[0003]然而，无论是图像配准还是采用光学小球定位配准，均存在误差，尤其是 对于随呼吸或心跳运动的器官，通过配准的方式规划穿刺路径会引起更大的误 差。因此，对于腹腔和胸腔内器官的穿刺，临床上只能凭借医生的经验手动完 成，仍然存在各种不稳定因素导致的操作误差。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供的路径确定方法、电子装置和计算机可读存储介质，可 以使得穿刺手术精准施行，提升手术的安全性。
[0005]本申请实施例一方面提供了一种路径确定方法，包括：
[0006]获取至少一个超声探头采集的第一超声切面和第二超声切面；
[0007]分别在第一超声切面和第二超声切面中，确定第一超声切面和第二超声切 面的交线；
[0008]若所述第一超声切面和/或第二超声切面满足预设条件，则基于所述交线确 定穿刺行进路径，所述穿刺行进路径为穿刺针进行穿刺的行进路径。
[0009]本申请实施例一方面还提供了一种路径确定装置，包括：
[0010]获取模块，用于获取至少一个超声探头采集的第一超声切面和第二超声切 面；
[0011]第一确定模块，用于分别在第一超声切面和第二超声切面中，确定第一超 声切面和第二超声切面的交线；
[0012]第二确定模块，用于若所述第一超声切面和/或第二超声切面满足预设条件， 则基于所述交线确定穿刺行进路径，所述穿刺行进路径为穿刺针进行穿刺的行 进路径。
[0013]本申请实施例一方面还提供了一种医疗机器人，包括至少一个探头机械臂、 以及一个穿刺机械臂，其中所述探头机械臂夹持有超声探头，所述穿刺机械臂 夹持有穿刺针，所述医疗机器人还包括控制部件；
[0014]所述控制部件，配置用于操控所述至少一个探头机械臂夹持的超声探头进 行移
动，并获取所述超声探头采集的第一超声切面和第二超声切面；分别在第 一超声切面和第二超声切面中，确定第一超声切面和第二超声切面的交线；若 所述第一超声切面和/或第二超声切面满足预设条件，则基于所述交线确定穿刺 行进路径，并操控所述穿刺机械臂夹持的穿刺针沿所述穿刺行进路径进行穿刺。
[0015]本申请实施例一方面还提供了一种电子装置，包括：存储器和处理器；
[0016]所述存储器存储有可执行程序代码；
[0017]与所述存储器耦合的所述处理器，调用所述存储器中存储的所述可执行程 序代码，执行如上述实施例提供的路径确定方法。
[0018]本申请实施例一方面还提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储 有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时，实现如上述实施例提供的 路径确定方法。
[0019]从上述本申请提供的技术方案可知，通过多个超声切面的交线生成穿刺行 进路径，相当于精确定位了穿刺针的空间位置，使得穿刺针沿穿刺行进路径进 行穿刺时能够精确定位目标靶点；同时，将穿刺行进路径同步显示于第一超声 图像和第二超声图像，使得操作者可实时观察整根穿刺针，精准找到针头位置 并能够全程监控进针过程，提高手术的安全性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图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。
[0021]图1
‑
a为本申请实施例提供的路径确定方法的流程图；
[0022]图1
‑
b为本申请实施例提供的运动平台以及基于运动平台建立的静坐标系 和动坐标系的示意图；
[0023]图2为本申请实施例提供的路径确定装置的结构示意图；
[0024]图3为本申请实施例提供的医疗机器人的结构示意图；
[0025]图4为本申请实施例提供的电子装置的结构示意图；
[0026]图5是本申请另一实施例提供的医疗机器人的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0028]参见图1
‑
a，本申请一实施例提供的路径确定方法的实现流程图，该方法可 应用于使用穿刺针或者消融针进行的各种手术。如附图1
‑
a所示，该方法主要 包括：
[0029]需要说明的是，此处操控机械臂夹持的超声探头进行移动的“操控”，并 非由穿刺手术的操作者人手去操控，而是只需由穿刺手术的操作者通过设备发 出指令，计算机程序收到该指令后，控制机械臂夹持的超声探头移动。
[0030]步骤S101、获取至少一个超声探头采集的第一超声切面和第二超声切面。
[0031]需要说明的是，在本申请实施例中，第一超声切面和第二超声切面可以由 同一超声探头采集得到，或者，第一超声切面和第二超声切面亦可以由不同超 声探头采集得到。
[0032]举例来说，第一超声切面和第二超声切面可以由同一超声探头采集得到， 可以是同一超声探头在不同位置分别采集第一超声切面和第二超声切面，即， 同一超声探头在移动到第一位置采集第一超声切面后，保存该第一超声切面(可 以发送给指定的存储单元进行存储等)，然后该超声探头再移动到第二位置采 集第二超声切面。也即，同一超声探头在第一位置采集第一超声切面，在第二 位置采集第二超声切面。为便于描述，可以将该超声探头在采集第一超声切面 时称为第一超声探头，在采集第二超声切面时称为第二超声探头。对应地，夹 持该超声探头的机械臂，在采集第一超声切面时称为第一机械臂(或者也可以 称为机械臂第一位姿)，在采集第二超声切面时称为第二机械臂(或者也可以 称为机械臂第二位姿)。
[0033]举例来说，第一超声切面和第二超声切面可以由不同超声探头采集得到。 例如一个超声探头(例如称为第一超声探头)在第一位置采集第一超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路径确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取至少一个超声探头采集的第一超声切面和第二超声切面；分别在第一超声切面和第二超声切面中，确定第一超声切面和第二超声切面的交线；若所述第一超声切面和/或第二超声切面满足预设条件，则基于所述交线确定穿刺行进路径，所述穿刺行进路径为穿刺针进行穿刺的行进路径。2.如权利要求1所述的路径确定方法，其特征在于，所述第一超声切面和第二超声切面由同一超声探头采集得到；或者，所述第一超声切面和第二超声切面由不同超声探头采集得到。3.如权利要求1所述的路径确定方法，其特征在于，所述第一超声切面由第一超声探头采集得到，所述第二超声切面由第二超声探头采集得到；其中，所述第一超声探头和第二超声探头为同一超声探头或不同超声探头；所述分别在第一超声切面和第二超声切面中，确定第一超声切面和第二超声切面的交线，包括：确定同一探头坐标系下所述第一超声切面和所述第二超声切面对应的平面方程；所述同一探头坐标系为第一探头坐标系或第二探头坐标系；其中，所述第一探头坐标系基于所述第一超声探头建立，所述第二探头坐标系基于所述第二超声探头建立；联立求解所述同一探头坐标系下所述第一超声切面对应的平面方程和所述第二超声切面对应的平面方程，得到所述第一超声切面和第二超声切面的交线。4.如权利要求3所述的路径确定方法，其特征在于，所述确定同一探头坐标系下所述第一超声切面和所述第二超声切面对应的平面方程，包括：根据坐标系的转换关系，计算机械坐标系至所述探头坐标系的转换矩阵，所述坐标系的转换关系包括机械坐标系至静坐标系的转换矩阵、静坐标系至动坐标系的转换矩阵、以及动坐标系至探头坐标系的转换矩阵；其中，静坐标系和动坐标系是基于机械臂建立的；根据所述机械坐标系至探头坐标系的转换矩阵，计算所述第一探头坐标系与第二探头坐标系之间的转换矩阵；根据所述第一超声切面的法向量、所述第二超声切面的法向量以及所述第一探头坐标系与第二探头坐标系之间的转换矩阵，求取同一探头坐标系下所述第一超声切面和所述第二超声切面对应的平面方程。5.如权利要求4所述路径确定方法，其特征在于，所述第一超声探头由第一机械臂夹持，所述第二超声探头由第二机械臂夹持；所述静坐标系包括第一静坐标系和第二静坐标系，所述动坐标系包括第一动坐标系和第二动坐标系，其中，第一静坐标系和第一动坐标系基于第一机械臂建立，第二静坐标系和第二动坐标系基于第二机械臂建立；所述根据坐标系的转换关系，计算所述机械坐标系至所述探头坐标系的转换矩阵，包括：将所述第一静坐标系至所述第一动坐标系的转换矩阵T
trans_s1_m1
左乘所述第一动坐标系至所述第一探头坐标系的转换矩阵T
trans_m1_det1
，得到第一转换矩阵A；将所述机械坐标系至所述第一静坐标系的转换矩阵T
trans_mach_s1
左乘所述第一转换矩阵A，得到所述机械坐标系至所述第一探头坐标系的转换矩阵；
将所述第二静坐标系至所述第二动坐标系的转换矩阵T
tran_s2_m2
左乘所述第二动坐标系至所述第二探头坐标系的转换矩阵T
trans_m2_det2
，得到第二转换矩阵B；将所述机械坐标系至所述第二静坐标系的转换矩阵T
trans_mach_s2
左乘所述第二转换矩阵B，得到所述机械坐标系至所述第二探头坐标系的转换矩阵。6.如权利要求5所述的路径确定方法，其特征在于，所述根据所述机械坐标系至所述探头坐标系的转换矩阵，计算所述第一探头坐标系与第二探头坐标系之间的转换矩阵，包括：将所述第一探头坐标系至所述机械坐标系的转换矩阵的逆矩阵左乘所述第二探头坐标系至所述机械坐标系的转换矩阵，得到所述第一探头坐标系至所述第二探头坐标系的转换矩阵。7.如权利要求5所述的路径确定方法，其特征在于，所述根据所述第一超声切面的法向量、所述第二超声切面的法向量以及所述第一探头坐标系与第二探头坐标系之间的转换矩阵，求取同一探头坐标系下所述第一超声切面和所述第二超声切面对应的平面方程，包括：若所述同一探头坐标系为第一探头坐标系，则：根据所述第一探头坐标系至所述第二探头坐标系的转换矩阵，将所述第二探头坐标系下所述第二超声切面的法向量n
_2_2
转换到所述第一探头坐标系下，得到所述第一探头坐标系下第二超声切面的法向量n...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄善灯，潘鲁锋，张秀坤，柳建飞，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：