基于导航系统的微创穿刺系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于导航系统的微创穿刺系统，其中，包括穿刺器械及电磁导航模块，电磁导航模块中的第一电磁定位传感器固定地设于穿刺器械中的穿刺针体部上，第二电磁定位传感器滑动地套设于穿刺针体部上，电磁导航模块中的电磁定位读取设备用于获取第一电磁定位传感器及第二电磁定位传感器的实时坐标，以得到第二电磁定位传感器相对于第一电磁定位传感器的实时运动轨迹，判断穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹是否符合系统预设进针轨迹。该系统可有效辅助操作人员判断穿刺针体部能否到达病灶，具备易于操作、有效提高穿刺器械放置精度及手术操作准确性的特点。精度及手术操作准确性的特点。精度及手术操作准确性的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于导航系统的微创穿刺系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种基于导航系统的微创穿刺系统。

技术介绍

[0002]穿刺、活检等消融工具应用于手术中具备创伤小、手术易掌握、手术过程中所用时间短等特点。因消融设备在消融手术过程中创伤少，已被临床中大范围用于肝，肺，肾等器官的肿瘤组织热凝。虽然随着技术的发展，消融本身也已经往越来越精准可控的方向发展。可是因其技术本身的局限性，无法直观地判断到消融设备与病灶的相对位置是否准确，故无法在使用过程中对消融范围进行精确的判断和监控，进而没法将穿刺或活检工具准确的放置于目标取样区域，从而影响活检的取样效率。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种有效辅助操作人员可直观地判断穿刺设备与病灶的相对位置是否有效重合、易于操作、提高消融、操作精度高的基于导航系统的微创穿刺系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的基于导航系统的微创穿刺系统具有如下构成：
[0005]该基于导航系统的微创穿刺系统，其主要特征是，包括：
[0006]穿刺器械，所述穿刺器械包括手持部及穿刺针体部，所述穿刺针体部设于所述手持部上；
[0007]电磁导航模块，所述电磁导航模块包括电磁定位读取设备、第一电磁定位传感器及第二电磁定位传感器，其中，所述第一电磁定位传感器固定地设于所述穿刺针体部上与所述手持部相邻的位置，所述第二电磁定位传感器滑动地套设于所述穿刺针体部上，且所述第二电磁定位传感器位于所述第一电磁定位传感器中远离所述手持部的一侧；
[0008]所述电磁定位读取设备用于获取所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器的实时坐标，以得到所述第二电磁定位传感器相对于所述第一电磁定位传感器的实时运动轨迹，判断所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹是否符合系统预设进针轨迹。
[0009]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述基于导航系统的微创穿刺系统还包括：
[0010]超声波成像模块，所述超声波成像模块包括超声探头，所述超声波成像模块用于根据所述超声探头检测信息生成实时超声波图像；
[0011]所述电磁导航模块还包括第三电磁定位传感器，所述第三电磁定位传感器设置于所述超声探头上；
[0012]所述电磁定位读取设备还用于获取所述第三电磁定位传感器的实时坐标，以根据所述第一电磁定位传感器、所述第二电磁定位传感器及所述第三电磁定位传感器的实时坐标确定所述超声探头与所述穿刺针体部的相对位置关系；
[0013]图像融合模块，用于将所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述实时超声
波图像进行融合，生成将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面；
[0014]显示模块，接收所述图像融合模块生成的所述设备导航画面，并显示所述设备导航画面。
[0015]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述设备导航画面中还显示所述穿刺针体部进入人体的所述系统预设进针轨迹。
[0016]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述图像融合模块包括：
[0017]超声图像的标定单元，用于构建所述实时超声波图像与所述第三电磁定位传感器之间的相对位置及角度关系，确定所述实时超声波图像中的每个像素点与所述第三电磁定位传感器之间的映射关系；
[0018]消融探针标定单元，用于构建所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器的实时坐标与所述穿刺针体部的实时进针轨迹间的映射关系；
[0019]坐标统一单元，将所述实时超声波图像中各像素点、所述穿刺针体部的实时进针轨迹均的坐标转换到所述电磁导航模块中的磁场发生器形成的基准坐标系中，以生成所述设备导航画面。
[0020]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述图像融合模块还包括：
[0021]三维重建单元，用于将所述超声波成像模块采集到的二维图像转换为三维超声图像。
[0022]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述将所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述实时超声波图像进行融合，生成将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面时执行以下操作：
[0023]根据获取到的所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器的实时坐标，得到所述第二电磁定位传感器相对于所述第一电磁定位传感器的实时运动轨迹，以获取所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹；
[0024]确定所述电磁导航模块中的磁场发生器形成的基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系；
[0025]确定所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系；
[0026]根据所述基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系和所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系，生成所述将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面。
[0027]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述确定所述电磁导航模块中的磁场发生器形成的基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系，包括：
[0028]将所述第三电磁定位传感器所处的超声探头坐标系相对于所述基准坐标系进行坐标系关系转换及统一，以确定所述基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系。
[0029]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述确定所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系，包括：
[0030]将所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器所处的穿刺针体坐标系相对于所述基准坐标系进行坐标系关系转换及统一，以确定所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系。
[0031]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述根据所述基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系和所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系，生成所述将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面，包括：
[0032]根据所述基准坐标系与所述实时超声波图像的映射关系和所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述基准坐标系的映射关系，确定在所述基准坐标系中所述实时超声波图像与所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹间的相对位置关系，进而生成所述将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面。
[0033]上述的基于导航系统的微创穿刺系统，其中，所述穿刺器械可为穿刺器、消融设备、活检工具中的任一种穿刺器械。
[0034]本专利技术的基于导航系统的微创穿刺系统的有益效果：
[0035]1、与无导航定位传感器的穿刺设备比较，本专利技术的基于导航系统的微创穿刺系统在使用过程中，穿刺针体部的针尖的空间位置可利用获取到的第一电磁定位传感器和第二电磁定位传感器实时位置推断出，并进行跟踪显示，可使操作者在使用过中根据实时进针轨迹的空间位置实时调整穿刺器械的穿刺方向。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于导航系统的微创穿刺系统，其特征在于，包括：穿刺器械，所述穿刺器械包括手持部及穿刺针体部，所述穿刺针体部设于所述手持部上；电磁导航模块，所述电磁导航模块包括电磁定位读取设备、第一电磁定位传感器及第二电磁定位传感器，其中，所述第一电磁定位传感器固定地设于所述穿刺针体部上与所述手持部相邻的位置，所述第二电磁定位传感器滑动地套设于所述穿刺针体部上，且所述第二电磁定位传感器位于所述第一电磁定位传感器中远离所述手持部的一侧；所述电磁定位读取设备用于获取所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器的实时坐标，以得到所述第二电磁定位传感器相对于所述第一电磁定位传感器的实时运动轨迹，判断所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹是否符合系统预设进针轨迹。2.根据权利要求1所述的基于导航系统的微创穿刺系统，其特征在于，所述基于导航系统的微创穿刺系统还包括：超声波成像模块，所述超声波成像模块包括超声探头，所述超声波成像模块用于根据所述超声探头检测信息生成实时超声波图像；所述电磁导航模块还包括第三电磁定位传感器，所述第三电磁定位传感器设置于所述超声探头上；所述电磁定位读取设备还用于获取所述第三电磁定位传感器的实时坐标，以根据所述第一电磁定位传感器、所述第二电磁定位传感器及所述第三电磁定位传感器的实时坐标确定所述超声探头与所述穿刺针体部的相对位置关系；图像融合模块，用于将所述穿刺针体部进入人体的实时进针轨迹与所述实时超声波图像进行融合，生成将所述穿刺针体部的相对空间位置融合于所述实时超声波图像的设备导航画面；显示模块，接收所述图像融合模块生成的所述设备导航画面，并显示所述设备导航画面。3.根据权利要求2所述的基于导航系统的微创穿刺系统，其特征在于，所述设备导航画面中还显示所述穿刺针体部进入人体的所述系统预设进针轨迹。4.根据权利要求2所述的基于导航系统的微创穿刺系统，其特征在于，所述图像融合模块包括：超声图像的标定单元，用于构建所述实时超声波图像与所述第三电磁定位传感器之间的相对位置及角度关系，确定所述实时超声波图像中的每个像素点与所述第三电磁定位传感器之间的映射关系；消融探针标定单元，用于构建所述第一电磁定位传感器及所述第二电磁定位传感器的实时坐标与所述穿刺针体部的实时进针轨迹间的映射关系；坐标统一单元，将所述实时超声波图像中各像素点、所述穿刺针体部的实时进针轨迹均的坐标转换到所述电磁导航模块中的磁场发生器形成的基准坐标系中，以生成所述设备导航画面。5.根据权利要求4所述的基于导航系统的微创穿刺系统，其特征在于，所述图像融合模块还包括：三...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐淑君，
申请(专利权)人：上海美微达医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：