腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：第一位置標(biāo)記單元用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置，第二位置標(biāo)記單元用于定位運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置，超聲探測(cè)單元用于捕獲臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，空間位置傳感器用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉第一位置標(biāo)記單元，以及第二位置標(biāo)記單元，主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)第一位置、第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案；所述主機(jī)根據(jù)病灶的動(dòng)態(tài)圖像與預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。
【專利說(shuō)明】
腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，在操作靈活性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性方面顯示出了明顯優(yōu)勢(shì)。為了解決手術(shù)存在的精度不足、操作疲勞等問(wèn)題，人們開始探討如何在手術(shù)中引入機(jī)器人方法，借助機(jī)器人、傳感器等高新技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為醫(yī)生提供全新的治療方法及系統(tǒng)，解決上述問(wèn)題等。
[0003]以腹腔手術(shù)為例，現(xiàn)有技術(shù)中在手術(shù)過(guò)程，醫(yī)護(hù)人員均是全程手動(dòng)參與，比如由醫(yī)生手動(dòng)確定病灶位置，手動(dòng)操作手術(shù)器械對(duì)病灶位置進(jìn)行手術(shù)如穿刺消融。為了確保手術(shù)的效果和對(duì)病灶操作的精確性和手術(shù)效果的有效性，醫(yī)生需要放慢動(dòng)作，進(jìn)行多次嘗試，從而盡可能準(zhǔn)確的確定出病灶以及盡可能精確地手動(dòng)控制手術(shù)器械到達(dá)病灶。
[0004]但是，由于全程均是手動(dòng)完成，難免會(huì)發(fā)生人手抖動(dòng)、操作快慢相差較大等缺陷，與此同時(shí)，不同的醫(yī)生，由于行醫(yī)經(jīng)驗(yàn)的不同，嘗試的次數(shù)、病灶位置確定的準(zhǔn)確性、手術(shù)器械控制的精確性會(huì)千差萬(wàn)別，從而導(dǎo)致手術(shù)的效率和效果難以保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中上述問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)，其包括:第一位置標(biāo)記單元、第二位置標(biāo)記單元、空間位置傳感器、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備、超聲探測(cè)單元、主機(jī)，所述第一位置標(biāo)記單元用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置，所述第二位置標(biāo)記單元用于定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置，所述超聲探測(cè)單元用于捕獲所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，所述空間位置傳感器用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉所述第一位置標(biāo)記單元，以及所述第二位置標(biāo)記單元，所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案;所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。
[0008]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑包括:根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)，規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑，并根據(jù)對(duì)所述動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行分析得到的所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的手術(shù)路徑避開除所述臟器病灶外的敏感器官。
[0009]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，所述主機(jī)根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化包括:獲取在呼吸過(guò)程中實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化。
[0010]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，所述主機(jī)根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。
[0011]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。
[0012]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，所述超聲單元的輻射面與所述手術(shù)器具位于同一平面內(nèi)，以使手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶過(guò)程中預(yù)設(shè)范圍的敏感器官在動(dòng)態(tài)圖像上可見。
[0013]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，所述主機(jī)還用于虛擬顯示所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶的模擬示意過(guò)程。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種腹腔介入手術(shù)方法，其包括:
[0015]超聲探測(cè)單元捕獲臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，空間位置傳感器在手術(shù)過(guò)程中捕捉用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置標(biāo)記單元以確定第一位置，以及用于定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置標(biāo)記單元以確定第二位置；
[0016]所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)確定病灶靶點(diǎn)并規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案；
[0017]所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。
[0018]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的手術(shù)路徑避開除所述臟器病灶外的敏感器官。
[0019]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化包括:獲取在呼吸過(guò)程中實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化。
[0020]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。
[0021]可選地，在本發(fā)明的任意實(shí)施例中，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)亥IJ，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)第一位置標(biāo)記單元、第二位置標(biāo)記單元、空間位置傳感器、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備、超聲探測(cè)單元、主機(jī)，超聲探測(cè)單元用于捕獲所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，空間位置傳感器用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉所述第一位置標(biāo)記單元，以及所述第二位置標(biāo)記單元，主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)腹腔中臟器病灶的第一位置、所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案；所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)了手術(shù)過(guò)程的自動(dòng)控制，避免了現(xiàn)有技術(shù)中手術(shù)以來(lái)手動(dòng)完成以及行醫(yī)經(jīng)驗(yàn)的不同，從而提高了手術(shù)的效率和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)實(shí)施示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中設(shè)置第一位置標(biāo)記單元的設(shè)置示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例四腹腔介入手術(shù)方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]本發(fā)明下述實(shí)施例中，通過(guò)第一位置標(biāo)記單元、第二位置標(biāo)記單元、空間位置傳感器、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備、超聲探測(cè)單元、主機(jī)，超聲探測(cè)單元用于捕獲所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，空間位置傳感器用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉所述第一位置標(biāo)記單元，以及所述第二位置標(biāo)記單元，主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)腹腔中臟器病灶的第一位置、所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案；所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，從而實(shí)現(xiàn)了手術(shù)過(guò)程的自動(dòng)控制，避免了現(xiàn)有技術(shù)中手術(shù)以來(lái)手動(dòng)完成以及行醫(yī)經(jīng)驗(yàn)的不同，從而提高了手術(shù)的效率和效果。
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；如圖1所示，手術(shù)系統(tǒng)包括:第一位置標(biāo)記單元101、第二位置標(biāo)記單元102、空間位置傳感器103、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104、超聲探測(cè)單元105、主機(jī)106。其中所述第一位置標(biāo)記單元101可以固定在患者的腹腔位置處，用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置。所述第二位置標(biāo)記單元102可以固定在運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104的末端，用于定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104的第二位置。所述超聲探測(cè)單元105用于捕獲所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，所述超聲探測(cè)單元105比如為一超聲探頭。所述空間位置傳感器103用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉所述第一位置標(biāo)記單元101，以及所述第二位置標(biāo)記單元102;所述空間位置傳感器103比如紅外線、電磁、超聲或可見光傳感器中的任意一種或多種的組合。所述主機(jī)106根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104的運(yùn)動(dòng)方案，該運(yùn)動(dòng)方案可以具體以建立的數(shù)據(jù)鏈路來(lái)控制運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0031]術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像包括CT、MRI等中的任意一種或兩種的組合。
[0032]所述主機(jī)106根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。
[0033]本實(shí)施例中，臟器病灶的三維模型根據(jù)圖像重建的方式對(duì)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行處理。具體地，通過(guò)將靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像切片數(shù)據(jù)按照位置和角度信息進(jìn)行規(guī)則化映射處理，形成三維空間中的數(shù)據(jù)場(chǎng)，從而生成三維模型。
[0034]由于考慮到腹腔中的臟器在呼吸的過(guò)程中，隨著呼吸的周期性變化，會(huì)發(fā)生周期性的形態(tài)變化，從而帶動(dòng)臟器病灶發(fā)生變化，可能會(huì)影響手術(shù)的準(zhǔn)確性和效果。因此，本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，所述主機(jī)106根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，可以獲取在呼吸過(guò)程中由超聲探測(cè)單元105實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化，以對(duì)規(guī)劃處的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，使得手術(shù)器械沿著調(diào)整后的手術(shù)路徑到達(dá)臟器病灶的靶點(diǎn)在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)，控制手術(shù)器械下針位置與臟器病灶的靶點(diǎn)之間誤差盡可能的小。
[0035]具體的，本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，所述主機(jī)106根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。三維場(chǎng)場(chǎng)重建影像可以基于上述靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像建立。由于在臟器病灶周圍通常分布有其他敏感的器官比如血管、骨骼，因此，因此，本實(shí)施例中，這些敏感器官成像于超聲探測(cè)單元105的捕獲的動(dòng)態(tài)圖像上，如果手術(shù)器械沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)臟器病灶可能會(huì)破壞這些敏感器官，則結(jié)合這些動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑重新進(jìn)行調(diào)整，直至手術(shù)器械沿著調(diào)整后的手術(shù)路徑到達(dá)臟器病灶不會(huì)破壞這些敏感器官，或者這些敏感器官不會(huì)對(duì)手術(shù)器械達(dá)到臟器病灶造成負(fù)面影響即可。
[0036]具體的，本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，所述超聲單元的輻射面與所述手術(shù)器具位于同一平面內(nèi)，以使手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶過(guò)程中預(yù)設(shè)范圍的敏感器官在動(dòng)態(tài)圖像上可見。
[0037]如前所述，患者的呼吸通常會(huì)引起臟器病灶發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)一步導(dǎo)致病灶也會(huì)發(fā)生位移，如果沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑在任意時(shí)刻下針的話，通常會(huì)造成手術(shù)器械到達(dá)病灶臟器的誤差較大，從而影響手術(shù)的準(zhǔn)確性和效果，因此，本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，優(yōu)選地，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。比如，統(tǒng)計(jì)出臟器病灶隨著呼吸變化的周期，按照下針位置導(dǎo)致的靶點(diǎn)誤差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，確定該周期內(nèi)的某時(shí)刻進(jìn)行下針。
[0038]本實(shí)施例中，具體地，在圖像空間中，通過(guò)空間位置傳感器確定超聲探測(cè)單元所處位置相對(duì)于預(yù)先建立的臟器病灶三維模型的位置，建立二者空間位置映射關(guān)系比如通過(guò)一映射矩陣，從而超聲探測(cè)單元獲取的動(dòng)態(tài)圖像的實(shí)時(shí)切面圖像與病灶三維模型切面圖像的映射關(guān)系，最終完成融合。
[0039]本實(shí)施例中，臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像可通過(guò)沿著超聲探測(cè)單元105輻射面的方向切割上述三維模型生成，以確?？梢栽趧?dòng)態(tài)圖像和靜態(tài)切面圖像在同一標(biāo)準(zhǔn)面下進(jìn)行比對(duì)，提高融合的準(zhǔn)確度，從而最終確定出最佳的下針時(shí)刻。
[0040]為了可以使得醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)直觀地觀察到每次路徑的調(diào)整結(jié)果和下針時(shí)刻的確定結(jié)果，本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，所述主機(jī)106還包括一顯示單元，用于虛擬顯示所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104帶動(dòng)手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶的模擬示意過(guò)程，以及確定的下針時(shí)刻下針時(shí)手術(shù)器械到達(dá)臟器病灶的位置。
[0041]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)實(shí)施示意圖；如圖2所示，本實(shí)施例中以穿刺消融手術(shù)為例進(jìn)行說(shuō)明，但是，需要說(shuō)明的是，并不限定于僅僅適用于穿刺消融。
[0042]如圖2所示，主機(jī)(圖中未示出)、顯示器107、作為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備104機(jī)械臂固定在專用儀器車108上，空間位置傳感器103固定在一滑輪車上，超聲探頭和穿刺消融針固定在機(jī)械臂的末端，在患者的腹部設(shè)置有第一位置標(biāo)記單元(圖中未示出)，在機(jī)械臂的末端處設(shè)置有第二位置標(biāo)記單元(圖中未示出)，第一位置標(biāo)記單元101和第二位置標(biāo)記單元102可以是黑白顏色塊組成，可被空間位置傳感器103捕獲。患者109平躺在手術(shù)床110上，手術(shù)床與專用儀器車之間固連。
[0043]為了便于移動(dòng)專用儀器車，在專用儀器車的底座上設(shè)置有多個(gè)輪子。
[0044]本實(shí)施例中，主機(jī)106、顯示器、機(jī)械臂、第一位置標(biāo)記單元、第二位置標(biāo)記單元的詳細(xì)描述可參見上述圖1的記載，在此不再贅述。
[0045]圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中設(shè)置第一位置標(biāo)記單元的設(shè)置示意圖；如圖3所示，可以在患者的腹部布置三個(gè)第一位置標(biāo)記單元101，相互之間連線構(gòu)成一三角形，以可以通過(guò)空間位置傳感器同時(shí)捕獲到這三個(gè)第一位置標(biāo)記單元101，從而更為準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶臟器的第一位置的定位。
[0046]但是，需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施例中，第一位置標(biāo)記單元101的數(shù)量可以超過(guò)三個(gè)，相互之間的形狀可以不局限于為三角形。
[0047]第一位置標(biāo)記單元和第二位置標(biāo)記單元的配合，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)106上臟器病灶模型與機(jī)械臂模擬模型的相對(duì)位置，與實(shí)際空間中臟器病灶與機(jī)械臂的相對(duì)位置的匹配。這種匹配過(guò)程可以通過(guò)空間映射來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體地，可以基于同一標(biāo)記單元作為各空間配準(zhǔn)的橋梁，即首先獲得在不同空間下同一標(biāo)單元的坐標(biāo)，求得不同空間下同一坐標(biāo)單元之間關(guān)系的映射矩陣，從而獲得一個(gè)空間到另外一個(gè)空間的變換關(guān)系。
[0048]圖4為本發(fā)明實(shí)施例四腹腔介入手術(shù)方法流程示意圖；如圖4所示，其包括:
[0049]S401、超聲探測(cè)單元捕獲臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像；
[0050]S402、空間位置傳感器在手術(shù)過(guò)程中捕捉用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置標(biāo)記單元以確定第一位置，以及定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置標(biāo)記單元以確定第二位置；
[0051]S403、主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)確定病灶靶點(diǎn)并規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)；
[0052]S404、主機(jī)根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案；
[0053]S405、主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。
[0054]本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，在根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑可以具體包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的手術(shù)路徑避開除所述臟器病灶外的敏感器官。
[0055]本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化包括:獲取在呼吸過(guò)程中實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化。
[0056]本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)可以包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。
[0057]本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻可以包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)亥IJ，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。
[0058]圖4方法實(shí)施例中相關(guān)步驟的詳細(xì)技術(shù)說(shuō)明可參見上述圖1-圖3的描述，在此不再贅述。
[0059]需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施例中，步驟S401和S402之間并沒有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，步驟S403和步驟S401和S402之間并沒有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，詳細(xì)不再贅述。
[0060]以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。
[0061]通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實(shí)施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過(guò)硬件?；谶@樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。
[0062]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種腹腔介入手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一位置標(biāo)記單元、第二位置標(biāo)記單元、空間位置傳感器、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備、超聲探測(cè)單元、主機(jī)，所述第一位置標(biāo)記單元用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置，所述第二位置標(biāo)記單元用于定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置，所述超聲探測(cè)單元用于捕獲所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，所述空間位置傳感器用于在手術(shù)過(guò)程中捕捉所述第一位置標(biāo)記單元，以及所述第二位置標(biāo)記單元，所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案;所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑包括:根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)，規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑，并根據(jù)對(duì)所述動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行分析得到的所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的手術(shù)路徑避開除所述臟器病灶外的敏感器官。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化包括:獲取在呼吸過(guò)程中實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)亥IJ，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲單元的輻射面與所述手術(shù)器具位于同一平面內(nèi)，以使手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶過(guò)程中預(yù)設(shè)范圍的敏感器官在動(dòng)態(tài)圖像上可見。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還用于虛擬顯示所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具沿著規(guī)劃出的手術(shù)路徑到達(dá)所述臟器病灶的模擬示意過(guò)程。8.一種腹腔介入手術(shù)方法，其特征在于，包括: 超聲探測(cè)單元捕獲臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像，空間位置傳感器在手術(shù)過(guò)程中捕捉用于定位腹腔中臟器病灶的第一位置標(biāo)記單元以確定第一位置，以及用于定位所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的第二位置標(biāo)記單元以確定第二位置； 所述主機(jī)根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)確定病灶靶點(diǎn)并規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑并根據(jù)臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以及根據(jù)所述第一位置、所述第二位置以及微調(diào)后的手術(shù)路徑生成所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方案； 所述主機(jī)根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)術(shù)前采集的靜態(tài)醫(yī)學(xué)圖像確定病灶靶點(diǎn)規(guī)劃到達(dá)所述病灶靶點(diǎn)的手術(shù)路徑包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)規(guī)劃出的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的手術(shù)路徑避開除所述臟器病灶外的敏感器官。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化包括:獲取在呼吸過(guò)程中實(shí)時(shí)捕獲的動(dòng)態(tài)圖像，并根據(jù)呼吸過(guò)程中所述動(dòng)態(tài)圖像確定腹腔中臟器病灶的周期性動(dòng)態(tài)變化。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)包括:根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化以及臟器病灶的三維模型，對(duì)預(yù)先規(guī)劃的手術(shù)路徑進(jìn)行微調(diào)。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述病灶的動(dòng)態(tài)圖像與所述預(yù)先的臟器病灶的三維模型進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻包括: 根據(jù)所述臟器病灶的動(dòng)態(tài)變化與所述預(yù)先建立的臟器病灶的三維模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合，確定所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備帶動(dòng)手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶時(shí)的下針時(shí)刻，使手術(shù)器具到達(dá)所述臟器病灶的靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A61B34/10GK106073898SQ201610683103
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月17日 公開號(hào)201610683103.1, CN 106073898 A, CN 106073898A, CN 201610683103, CN-A-106073898, CN106073898 A, CN106073898A, CN201610683103, CN201610683103.1
【發(fā)明人】王榮軍, 梁萍, 張晶, 陳鋼, 程志剛, 安超, 李志波, 任中楠
【申請(qǐng)人】北京柏惠維康醫(yī)療機(jī)器人科技有限公司