一種基于ct機(jī)圖像的穿刺裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的穿刺手術(shù)多采用提標(biāo)定位的方式進(jìn)行，但由于每個(gè)人的身體情況不同和體 內(nèi)各器官大小的不同，其體內(nèi)器官的定位也不同，因此在借助CT機(jī)的輔助檢查下在體表定 位，然后醫(yī)生在CT掃描架旁進(jìn)行穿刺手術(shù)，因此進(jìn)針的角度和位置均不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置。
[0004] 一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，包括顯示架，顯示架上設(shè)置有顯示器，其特征在 于：顯示架上設(shè)置有主臂，主臂的一端設(shè)置有主臂座，主臂座連接有可旋轉(zhuǎn)拉伸的主臂桿， 主臂桿的另一端設(shè)置有定位桿，CT機(jī)掃描架的一側(cè)設(shè)置有機(jī)械臂，機(jī)械臂上分別設(shè)置有磁 場(chǎng)發(fā)生器和通過(guò)主臂同步帶動(dòng)的從臂，從臂包括可旋轉(zhuǎn)拉伸的從臂桿，從臂桿的一端設(shè)置 有穿刺針。
[0005] 進(jìn)一步地，所述主臂上還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)拉伸架。
[0006] 進(jìn)一步地，所述主臂上的定位桿的外表面設(shè)置有手握片。
[0007] 進(jìn)一步地，所述主臂可拆卸。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0009] 1、由于主臂和從臂為實(shí)時(shí)同步運(yùn)動(dòng)，因此醫(yī)生在顯示架前即可根據(jù)CT掃描圖像 對(duì)主臂進(jìn)行操作；
[0010] 2、根據(jù)CT掃描圖像的結(jié)果選擇進(jìn)針的角度和位置；
[0011] 3、定位精準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的主架的整體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明的從臂的整體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。 圖3是本發(fā)明的完整算法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 如圖1-2所示，一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，包括顯示架1，顯示架1上設(shè)置有 顯示器3,顯示架1上設(shè)置主臂4,主臂4的一端設(shè)置有主臂座2,主臂座2連接有可旋轉(zhuǎn)拉 伸的主臂桿5,主臂桿5的另一端設(shè)置有定位桿6, CT機(jī)掃描架的一側(cè)設(shè)置有機(jī)械臂11，機(jī) 械臂11上分別設(shè)置有磁場(chǎng)發(fā)生器10和通過(guò)主臂4同步帶動(dòng)的從臂9,從臂9包括可旋轉(zhuǎn)拉 伸的從臂桿8,從臂桿8的一端設(shè)置有穿刺針12。
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 如圖1-2所示，一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，包括顯示架1，顯示架1上設(shè)置有 顯示器3,顯示架1上設(shè)置有可拆卸的主臂4,主臂4的一端設(shè)置有主臂座2,主臂座2連接 有可旋轉(zhuǎn)拉伸的主臂桿5,主臂桿5的另一端設(shè)置有定位桿6,定位桿6的外表面設(shè)置有手 握片7,主臂4上還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)拉伸架，CT機(jī)掃描架的一側(cè)設(shè)置有機(jī)械臂11，機(jī)械臂11上 分別設(shè)置有磁場(chǎng)發(fā)生器10和通過(guò)主臂4同步帶動(dòng)的從臂9,從臂9包括可旋轉(zhuǎn)拉伸的從臂 桿8,從臂桿8的一端設(shè)置有穿刺針12。
[0019] 通過(guò)主臂4和從臂9的同步運(yùn)行，精確控制進(jìn)針角度和位置。
[0020] 通過(guò)安全進(jìn)針部位將微粒傳感器送至穿刺的臟器，微粒傳感器將跟隨臟器進(jìn)行自 律運(yùn)動(dòng)，通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生器10感知微粒傳感器的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而將運(yùn)動(dòng)與CT3維圖像進(jìn)行對(duì)應(yīng)，動(dòng) 態(tài)顯示臟器的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)。
[0021] 磁場(chǎng)發(fā)生器10可在遮擋的情況下進(jìn)行精確實(shí)時(shí)的空間三維測(cè)量，采用微小傳感 器線圈跟蹤測(cè)量金屬器件的技術(shù)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度不受人體或一般物品的衰減影響，故能夠 保持測(cè)量精度和范圍。
[0022] 通過(guò)術(shù)前掃描獲取CT序列數(shù)據(jù)并建立三維數(shù)據(jù)場(chǎng)，計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)獲取基準(zhǔn)點(diǎn) 在圖像空間位置的算法，實(shí)現(xiàn)了圖像空間基準(zhǔn)點(diǎn)與電磁定位系統(tǒng)下物理空間基準(zhǔn)點(diǎn)的自動(dòng) 配對(duì)，其自動(dòng)配對(duì)算法為：通過(guò)計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的多維距離向量，然后計(jì)算不同坐標(biāo)系下基準(zhǔn)點(diǎn) 間的相關(guān)系數(shù)，完成CT圖像空間基準(zhǔn)點(diǎn)的精確查找與配對(duì)。
[0023] 三維空間中任意基準(zhǔn)點(diǎn)叫與同一坐標(biāo)系下其它N-1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的距離可以表示為： D (nii, nij)......D (η^，》，D (η^，mi+1)......D (η^，mN)，將上述結(jié)果按照排序算法進(jìn)行排序后可以 得到有序的距離為：Du，Dl2,……，DlN i于，于是，三維空間中的基準(zhǔn)點(diǎn)叫可以唯一表示為下 面的形式：VeCl = (Du，Dl2,……，DlN1)，其中VeCl就是點(diǎn)mi對(duì)應(yīng)的多維距離向量。由于任 意兩點(diǎn)間的距離在剛體變換前后保持不變，因此，我們可以在兩個(gè)坐標(biāo)空間中分別計(jì)算每 個(gè)點(diǎn)與其它點(diǎn)之間的距離，然后對(duì)他們進(jìn)行排序，并將他們作為一個(gè)分量組成對(duì)應(yīng)該點(diǎn)的 多維距離向量，于是，電磁定位系統(tǒng)下物理空間的N個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)能夠表示為N個(gè)N-1維距離向 量，利用上節(jié)算法在圖像空間得到的Μ個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)可以唯一地表示為Μ個(gè)M-1維距離向量，并 且一般情況下有MS Ν。
[0024] 物理空間下的基準(zhǔn)點(diǎn)的多維距離向量表示為VeCl = (Du，Dl2,……，DlN》，當(dāng)Μ = N 時(shí)，圖像空間的基準(zhǔn)點(diǎn)表示為Vec'，= (D' n，D' ]2,……，D' ]N1)，相關(guān)系數(shù)的計(jì)算可以直接 使用下式計(jì)算：
[0026] 當(dāng)Μ > N時(shí)，圖像空間的基準(zhǔn)點(diǎn)可以表示為Vec'〗=(D，n，D' j2,……，D' jM 〇，由于 VeCl和Vec'，的維數(shù)不同，因此不能直接使用公式上述計(jì)算它們之間的相關(guān)系數(shù)，對(duì)此做如 下處理：對(duì)于VeCl中的每個(gè)元素，在Vec' j中尋找與Dlk相差最小的元素記為D" jk，于是得 到N-1維的圖像空間中的距離向量為Vec" ,= (D〃 n，D" ]2,……，D" ]N ^，因此圖像空 間基準(zhǔn)點(diǎn)和物理空間基準(zhǔn)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)可以使用上述公式計(jì)算：
[0028] 由于電磁定位系統(tǒng)的測(cè)量誤差，以及在圖像空間中自動(dòng)尋找基準(zhǔn)點(diǎn)算法的計(jì)算誤 差的存在，需要間接地求兩個(gè)多維距離向量間的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)的物理意義是：從整體 上比較兩個(gè)維數(shù)相同的多維距離向量的相關(guān)程度，它是一個(gè)小數(shù)，取值介于0和1之間，本 文中在特定條件下，也就是多維向量中的元素表示某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與其它基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離，將 相關(guān)系數(shù)的計(jì)算擴(kuò)展到了維數(shù)不同的情況，當(dāng)圖像空間和物理空間的兩個(gè)點(diǎn)完全準(zhǔn)確對(duì)應(yīng) 時(shí)，它們具有最大的相似性，于是問(wèn)題轉(zhuǎn)換為求兩個(gè)多維距離向量之間的相關(guān)系數(shù)最大值 問(wèn)題。
[0029] VeCl, Vec2,......，VecN為物理空間的多維距離向量，圖像空間的多維距離向量為 Vec' 1; Vec' 2,......Vec' N〇
[0030] 兩組多維距離向量的相關(guān)系數(shù)表：
[0032] 假設(shè)C〇effi(i，j)為前述公式中第j列中的最大值，則說(shuō)明電磁定位系統(tǒng)下的第j 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與自動(dòng)查找算法得到的圖像空間中的第i個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，依次對(duì)前述公式中的 各列求最大值，最大值所處的位置說(shuō)明了圖像空間和物理空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，包括顯示架，顯示架上設(shè)置有顯示器，其特征在于： 顯示架上設(shè)置有主臂，主臂的一端設(shè)置有主臂座，主臂座連接有可旋轉(zhuǎn)拉伸的主臂桿，主臂 桿的另一端設(shè)置有定位桿，CT機(jī)掃描架的一側(cè)設(shè)置有機(jī)械臂，機(jī)械臂上分別設(shè)置有磁場(chǎng)發(fā) 生器和通過(guò)主臂同步帶動(dòng)的從臂，從臂包括可旋轉(zhuǎn)拉伸的從臂桿，從臂桿的一端設(shè)置有穿 刺針。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，其特征在于：所述主臂上還 設(shè)置有旋轉(zhuǎn)拉伸架。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，其特征在于：所述主臂上的 定位桿的外表面設(shè)置有手握片。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，其特征在于：所述主臂可拆 卸。
【專利摘要】一種基于CT機(jī)圖像的穿刺裝置，其技術(shù)要點(diǎn)是：包括顯示架，顯示架上設(shè)置有顯示器，顯示架上設(shè)置有可拆卸的主臂，主臂上還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)拉伸架，主臂的一端設(shè)置有主臂座，主臂座連接有可旋轉(zhuǎn)拉伸的主臂桿，主臂桿的另一端設(shè)置有定位桿，定位桿的外表面設(shè)置有手握片，CT機(jī)掃描架的一側(cè)設(shè)置有機(jī)械臂，機(jī)械臂上分別設(shè)置有磁場(chǎng)發(fā)生器和通過(guò)主臂同步帶動(dòng)的從臂，從臂包括可旋轉(zhuǎn)拉伸的從臂桿，從臂桿的一端設(shè)置有穿刺針；采用該技術(shù)方案由于主臂和從臂為實(shí)時(shí)同步運(yùn)動(dòng)，因此醫(yī)生在顯示架前即可根據(jù)CT掃描圖像對(duì)主臂進(jìn)行操作，定位精準(zhǔn)。
【IPC分類】A61B17/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105286955
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410315200
【發(fā)明人】薛志孝, 張曉辰
【申請(qǐng)人】天津市鷹泰利安康醫(yī)療科技有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2014年7月3日