CN108135563A - 光和阴影引导的针定位系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种用于光和阴影引导的针定位的系统和方法。患者的DICOM图像被采集以识别该患者的身体上的针的插入点和该患者的身体内的目标点。基于所采集的DICOM图像计算针坐标以定位机械臂。光以特定的角度被投射至所述针上以形成所述针的阴影。激光束被投射以在所述插入点处形成十字线。所述插入点的图像或视频、所述针的阴影和所述十字线被采集并被显示在监测单元上。虚圆被投射至所显示的图像上，并与所述插入点、所述针的阴影和十字线对准以便精确地插入所述针。
Description
技术领域
本发明大体上涉及介入医学。本发明具体涉及一种用于实施医学手术的针定位系统和方法。本发明更具体地设计一种用于使用针的阴影和光将针从患者身体上的插入点朝向目标点引导和定位的系统和方法。
背景技术
在介入医学领域中，通过从患者身体取得样本来执行用于诊断或治疗的目的医学手术。例如，来自患者身体的特定内部器官的样本组织通过插入诸如针的医疗设备而被收集。因为将针以正确的角度插入并插入至正确的深度是关键的，所以需要使用各种成像和定位技术将针引导至身体内的期望位置。这些定位技术典型地用于活组织检查、排液、置管活组织检查、羊膜穿刺术、精密注射、细胞抽吸、肿瘤消融等等。诸如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像、荧光透视和超声波等的横断层面成像技术的出现已经引起图像引导介入的使用。
实施组织芯活组织检查中的常见问题是识别病变部的确切位置并在此后将活组织检查针准确引导至该病变部。若干方法和装置已经被开发用于结合乳房X射线照相术和超声的组织芯活组织检查。例如，刚性的基于框架的系统用于从大脑收集样本。基于框架的系统需要将框架附接到患者的颅骨以辅助外科医生定位和从大脑内的目标位置收集样本。框架通常以侵害性的方式附接至患者。这种方法和装置仍然引起若干问题并且没有完全地解决问题。例如，许多这种方案是侵害性的并且导致患者的不适。类似地，插入的准确性是基于人的或者取决于个人的技能，并且需要该领域中深入的学习和大量的专业技能。
现有的系统的共同的缺点是需要病变部的多个X射线图像，因此将组织暴露于危害水平的辐射。这些系统还不提供在针插入身体时针的轨迹的实时成像。大多数时间，由于活组织检查针被固定在固定的设备中，这些系统不提供针相对于目标组织的移动自由度。因此，需要若干次针的插入和操控以将针精确放置在目标点上。
因此，用于收集活组织检查样本的传统的系统和方法是复杂的、笨重的、并且增加对患者的侵害性。进一步，这种设备的使用是昂贵的、耗时的、并且在小诊所中是不合理的。
因此，存在对于在不与患者身体进行任何直接接触的情况下将针朝向患者身体上的插入点精确地定位的系统和方法的需求。还存在对于即使反复使用也仅需要一次校准的针定位系统和方法的需求。进一步，存在对于迅速识别针的任何错误的倾斜的系统和方法的需求。还存在对于用于以精确角度的针插入从患者身体提取活组织检查样本的系统和方法的需求。还存在对于用于辅助医生或医务人员执行活组织检查手术的系统和方法的需求。还存在对于用于计算在图像上标记的进入点插入针所需的轨道角度和头尾向角度和计算针要插入患者身体中以到达图像上标记的目标点的长度的系统和方法的需求。还存在对于使用附接至定位设备的照相机来定位患者的系统和方法的需求。还存在对于使用照相机定位针的系统和方法的需求。还存在对于使用阴影定位针的系统和方法的需求。
以上提到的短处、缺点和问题在本文中被处理，其将通过阅读和研究以下说明书而被理解。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于使用光和阴影在介入医学中插入和定位针的系统和方法。
本发明的另一目的在于提供一种用于在不与患者身体进行任何直接接触的情况下将针朝向患者身体上的插入点精确地定位的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于通过针的阴影的连续监测识别针的错误倾斜的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种针定位系统和方法，其即使反复使用也仅需要一次校准。
本发明的又一目的在于提供一种用于采集患者的多个医学数字成像和通信(DICOM)图像以识别患者身体上的针的插入点和患者身体内的目标点的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种基于采集的DICOM图像计算针坐标以将针引导到达目标点的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于连续采集和显示插入点的图像或视频的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于将投射的图像中的十字线的交叉与针的阴影和插入点对准以便于针的精确插入的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于以精确角度的针插入从患者身体提取活体组织检查样本的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于辅助医生执行活组织检查手术的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，用于计算在图像上标记的进入点插入针所需的轨道角度和头尾向角度并计算将插入患者身体中以到达图像上标记的目标点的针的长度。
本发明的又一目的在于提供一种使用附接至定位设备的照相机通过在视觉上将照相机的中心对准患者身体上标记的进入点来定位患者的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种使用照相机定位针以使得医生或医务人员能够在视觉上将针头对准照相机的中心的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，用于使用由附接至照相机十字线的灯产生的阴影辅助针定位方法，该照相机十字线附接至定位设备。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，用于通过将来自CT机的图像转移至用于选择进入点和目标点的应用软件来计算针向患者身体中的插入角度，用于计算轨道角度、头向/尾向角度，并用于计算将从入口插入患者身体中以到达目标点的针的长度。
本发明的又一目的在于提供一种安装在垂直于患者台的轨道上的定位设备，其从应用程序接收所计算的位置并将自身定位所需的角度。
本发明的又一目的在于提供一种用于引导用于活组织检查、液体抽吸、多针插入、靶向肿瘤消融等的针的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于定位结合CT机、MRI、荧光透视或超声和其它成像设备中使用的针的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种定位设备和照相机，以在视觉上辅助医生或放射科医生将针插入患者身体。
本发明的又一目的在于提供一种用于监测患者移动以重新执行手术并使患者返回相同的位置并继续手术的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种在不用任何设备固定针的情况下定位并插入针的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种通过向放射科医生提供针的完全控制来定位并插入针的系统和方法。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，其中不存在与人体的接触并且设备完全远离地从身体分离，从而消除ETO灭菌的需要。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，其中设备始终在位置上并且不需要带至CT设备，从而消除对于用于每次手术的校准的需要。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，其中完整的针体通过阴影被监测，并且即使在细针的情况下也实现精确插入，进一步，针的错误倾斜通过阴影被容易地识别。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，以在实际的针插入之前作为安全预防措施基于DICOM图像建议虚拟的针路径。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，以在将针从插入点朝向目标点定位时检测患者的移动并通过调整患者身体的位置来补偿该移动。
本发明的又一目的在于提供一种系统和方法，以监测针的进入点，并帮助临床医生以便在定位针的时候保持患者的一致的屏气或者一致的呼吸相位。
本发明的这些和其它目的和优点将从以下结合附图进行的详细描述变得显而易见。
以下细节呈现本文的实施例的简明概要，以提供对本文的实施例的若干方面的基本理解。此该要不是本文的实施例的详尽概述。其不旨在识别本文的实施例的关键/重要元素或者描绘本文的实施例的范围。其唯一的目的在于作为随后呈现的更详细的描述的前序、以简化的形式呈现本文的实施例的构思。
本发明的目的和优点将从以下结合附图进行的详细描述变得显而易见。
本发明的各种实施例提供一种用于基于光和阴影定位针的系统和方法。该系统包括医学数字成像和通信(DICOM)成像设备，用于采集患者的多个图像以识别患者的身体上的针的插入点和患者的身体内的目标点。该DICOM成像设备适于产生DICOM图像。计算设备适于基于采集的图像和识别的插入点和目标点计算针坐标。针坐标包括两个插入角度和针到达目标点的插入长度。所计算的角度为轨道角度和头尾向角度。定位设备被配置用于基于计算的针坐标定位一个或多个机械臂。该一个或多个机械臂被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴上在垂直方向上移动并基于所计算的角度沿其它轴移动。该其它轴为A轴和Z轴，并且一个或多个机械臂适于沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。光组件被提供在定位设备中，并且被配置用于使用一个或多个LED灯以特定角度将光投射至放置在插入点处的针上，以形成针的阴影。光组件进一步包括激光束，该激光束在插入点处投射十字线。图像采集模块被提供在定位设备中，并且被配置用于连续地采集插入点、针的阴影和十字线的图像或视频。图像采集模块的中心与患者的身体上标记的插入点对准。监测单元被配置用于显示使用图像采集模块采集的图像或视频。监测单元被配置用于在显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与该插入点、针的阴影和十字线的对准，从而便于针的精确插入。
根据本发明的一个实施例，该计算设备被配置为在实际插入之前作为安全预防措施基于DICOM图像建议虚拟的针路径。
根据本发明的一个实施例，定位设备包括电子控制单元，该电子控制单元被配置为从计算设备接收针坐标并将针坐标转变为一个或多个机械臂的水平移动、垂直移动、轨道移动和头尾向移动。
根据本发明的一个实施例，电子控制单元包括控制器，该控制器被配置用于处理接收的针坐标以产生对应的电信号。该电子单元还包括机电设备。机电设备被配置为基于从控制器接收的电控制信号/命令使一个或多个机械臂沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。该电子控制单元进一步包括反馈模块，该反馈模块被配置用于监测一个或多个机械臂沿X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动从计算的针坐标的偏离。该反馈模块被配置用于向控制器提供关于偏离的反馈以便能够进行校正动作。
根据本发明的一个实施例，光组件内的LED灯基于诸如灯的数量、光的角度、倾斜角度和光强度之类的一个或多个参数配置，以产生针的不同的阴影图案和阴影长度。
根据本发明的一个实施例，光组件内的激光灯基于诸如束的数量、束的角度、倾斜角度和束强度之类的一个或多个参数配置，以在插入点处产生不同的十字线图案。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于使用光和阴影精确定位针的方法。该方法包括采集多个DICOM图像，识别患者的身体上的针的插入点和患者的身体内的目标点，计算针坐标并通过视觉分析使用针的阴影和光将针对准。
根据本发明的一个实施例，该方法包括步骤：采集患者的多个DICOM图像，以识别患者的身体上的针的插入点和患者的身体内的目标点。针坐标基于所采集的图像计算。针坐标包括两个插入角度和针插入到达目标点的长度。计算的角度为轨道角度和头尾向角度。一个或多个机械臂基于计算的针坐标定位。一个或多个机械臂被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。照明光束使用一个或多个LED灯以特定角度投射至放置在插入点处的针上以形成针的阴影。激光束被投射以在插入点处形成十字线。插入点、针的阴影和十字线的图像或视频使用图像采集模块被连续地采集。图像采集模块的中心或焦点与患者的身体上标记的插入点对准。使用图像采集模块采集的图像或视频被显示在监测单元上。监测单元被配置用于在显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与插入点、针的阴影和十字线的对准，从而便于针的精确插入。
根据本文的一个实施例，患者的扫描图和轴向截面被取得，并且插入点和患者的身体内的目标点由临床医生使用CT控制台/桌手动标记。插入点从图像上的患者中心线测量，并且以不透射线的基准标记。插入点的DICOM图像被取得并且被发送至计算设备。插入点和目标点在计算设备上被重新登记。进一步，计算系统被配置为计算针坐标。在计算期间，计算设备被配置为考虑是否存在任何骨结构或任何重要器官结构的事实并且对应地计算Z轴坐标。针坐标然后传送至定位设备以通过在需要时调整沿着X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动来倾斜一个或多个机械臂。图像采集模块的中心对准插入点以观察来自图像采集模块的实时馈送。该一个或多个LED灯和激光灯彼此成直角放置以形成针的阴影和十字线。另外的参考点被绘制在患者的身体上以检测任何患者移动。虚圆被投射在监测单元上。针的该阴影、十字线和虚圆与插入点对准。最后，通过将阴影与激光十字线对准，针被插入穿过插入点直至到达期望的目标位置。
当结合以下描述和附图考虑时，本发明的这些和其它方面将被更好地领会和理解。但是，应当理解，尽管指示优选实施例和其许多具体细节，但是以下描述通过例示而非限制的方式给出。可在本发明的范围内做出许多改变和修改，而不偏离本发明的精神，并且实施例包括所有这种修改。
附图说明
其它目的、特征和优点将被本领域技术人员从优选实施例的以下描述以及附图想到，其中：
图1例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统的功能方块图。
图2例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机的光和阴影引导的针定位系统的透视图。
图3例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机并指示轴向移动的光和阴影引导的针定位系统的透视图。
图4例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的光组件和图像采集模块的仰视图。
图5例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的光组件和图像采集模块的侧透视图。
图6例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机的光和阴影引导的针定位系统的摄影图像。
图7例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的精确地放置在使用激光灯形成的十字线和与十字线的分支对准的针的阴影的中心上的针的顶部的图像。
图8例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的在激光灯关闭以后带有阴影的针的图像。
图9例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的显示带有与使用激光灯形成的十字线完全对准的阴影的针的监测单元的图像。
图10例示解释根据本发明的一个实施例的利用光和阴影引导的针定位系统精确定位针的方法的流程图。
尽管本发明的具体特征在一些视图中示出而在其它视图中未示出。这样做仅仅是为了方便，因为每个特征可与根据本发明的任意或所有其它特征组合。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考形成其一部分且通过例示的方式示出可实践的具体实施例的附图。这些实施例被足够详细地描述，以使得本领域技术人员能够实践该实施例，并且将理解，在不偏离实施例的范围的情况下，可做出逻辑的、机械的和其它改变。因此，以下详细说明不以限制的意义被考虑。
本发明的各个实施例提供一种基于光和阴影定位针的系统和方法。该系统包括医学数字成像和通信(DICOM)成像设备，其被配置用于采集患者的多个图像，以识别该患者的身体上的针的插入点和该患者的身体内的目标点。该DICOM成像设备被配置用于产生DICOM图像。计算设备被配置用于基于所采集的图像和识别的插入点和目标点计算针坐标。针坐标包括两个插入角度和针到达目标点的插入长度。所计算的角度为轨道角度和头尾向角度。定位设备被配置用于基于所计算的针坐标定位一个或多个机械臂。该一个或多个机械臂被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。光组件提供在定位设备中，并且被配置用于以特定角度将光线投射至放置在插入点处的针上，以使用一个或多个LED灯形成针的阴影。光组件进一步包括激光源，其在插入点处投射十字线。图像采集模块被提供在定位设备中，并且被配置用于连续地采集插入点、针的阴影和十字线的图像或视频。图像采集模块的中心与在患者的身体上标记的插入点对准。监测单元被配置用于显示使用图像采集模块采集的图像或视频。监测单元被配置用于在所显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与插入点、针的阴影和十字线的对准，从而便于针的精确插入。
根据本发明的一个实施例，计算设备被配置为在实际插入之前作为安全预防措施基于DICOM图像建议虚拟的针路径。
根据本发明的一个实施例，定位设备包括电子控制单元，该电子控制单元被配置为从计算设备接收针坐标并将该针坐标转变为一个或多个机械臂的水平移动、垂直移动、轨道移动和头尾向移动。
根据本发明的一个实施例，电子控制单元包括控制器，该控制器被配置用于处理接收的针坐标以产生对应的电信号。电子单元还包括机电设备。该机电设备被配置为基于从控制器接收的电控制信号/命令使一个或多个机械臂沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。电子控制单元进一步包括反馈模块，该反馈模块被配置用于监测一个或多个机械臂沿X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动从计算的针坐标的偏离。该反馈模块被配置用于向控制器提供关于偏离的反馈以便能够进行校正动作。
根据本发明的一个实施例，光组件内的LED灯基于诸如灯的数量、光的角度、倾斜角度和光强度之类的一个或多个参数配置，以产生针的不同的阴影图案和阴影长度。
根据本发明的一个实施例，光组件内的激光灯基于诸如束的数量、束的角度、倾斜角度和束强度之类的一个或多个参数配置，以在插入点处产生不同的十字线图案。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于使用光和阴影精确定位针的方法。该方法包括采集多个DICOM图像，识别患者的身体上的针的插入点和患者的身体内的目标点，计算针坐标以及通过视觉分析使用针的阴影和光将针对准。
根据本发明的一个实施例，该方法包括步骤：采集患者的多个DICOM图像，以识别在患者的身体上的针的插入点和患者的身体内的目标点。针坐标基于采集的图像计算。针坐标包括两个插入角度和针插入到达目标点的长度。计算的角度为轨道角度和头尾向角度。一个或多个机械臂基于计算的针坐标定位。一个或多个机械臂被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。使用一个或多个LED灯将照明光束以特定角度投射至放置在插入点处的针上以形成针的阴影。激光束被投射以在插入点处形成十字线。插入点、针的阴影和十字线的图像或视频使用图像采集模块被连续地采集。图像采集模块的中心或焦点与在患者的身体上标记的插入点对准。使用图像采集模块采集的图像或视频在监测单元上显示。监测单元被配置用于在显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与插入点、针的阴影和十字线的对准，从而便于针的精确插入。
根据本文的一个实施例，患者的扫描图和轴向截面被取得，并且插入点和患者的身体内的目标点由临床医生使用CT控制台/桌手动标记。插入点从图像上的患者中心线测量，并且以不透射线的基准标记。插入点的DICOM图像被取得并且被发送至计算设备。插入点和目标点在计算设备上重新登记。进一步，计算设备被配置为计算针坐标。在计算期间，计算设备被配置为考虑是否存在任何骨结构或任何重要器官结构的事实并且对应地计算Z轴坐标。针坐标然后传送至定位设备以通过在需要时调整沿着X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动来倾斜一个或多个机械臂。图像采集模块的中心对准插入点以观察来自图像采集模块的实时馈送。一个或多个LED灯和激光灯彼此成直角放置以形成针的阴影和十字线。另外的参考点被绘制在患者的身体上以检测患者的任意移动。虚圆被投射至监测单元上。针的阴影、十字线和虚圆与插入点对准。最后，通过将阴影与激光十字线对准，针被插入穿过插入点直至到达期望的目标位置。
图1例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统的功能方块图。系统包括DICOM成像设备102、计算设备104和定位设备106。定位设备106包括一个或多个机械臂108、光组件110、图像采集模块112、监测单元114和电子控制单元116。电子控制单元116被提供有控制器118、机电设备120和反馈模块122。
根据本文的实施例，DICOM成像设备102被提供。DICOM成像设备102被配置为采集患者的多个DICOM图像，以识别患者身体上的针的插入点和患者身体内的目标点。插入点和目标点由临床医生参考DICOM成像设备102产生的DICOM图像选择。
根据本文的实施例，计算设备104连接至DICOM成像设备102，并且被配置为基于采集的DICOM图像计算针坐标。针坐标包括两个插入角度和针到达目标点的长度。计算的插入角度为轨道角度和头尾向角度。计算设备104还通过在实际的针插入之前作为安全预防措施基于采集的DICOM图像建议虚拟的针路径向临床医生提供另外的信息。
根据本文的实施例，定位设备106与计算设备104连接，并且被配置用于按照计算的针坐标定位一个或多个机械臂108。一个或多个机械臂108被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。定位设备106还包括电子控制单元116，该电子控制单元116被配置为从计算设备104接收针坐标并且将针坐标转变为一个或多个机械臂108的水平移动、垂直移动、轨道移动和头尾向移动。
电子控制单元116被提供有控制器118，该控制器118被配置用于处理接收的针坐标以产生对应的电信号。电子控制单元116包括机电设备120，该机电设备120被配置用于基于从控制器118接收的电信号/命令使一个或多个机械臂108沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。电子控制单元116包括反馈模块122，该反馈模块122被配置用于监测一个或多个机械臂108沿X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动从计算的针坐标的任何偏离。反馈模块122被配置用于向控制器118提供关于偏离的反馈以启动校正动作。
根据本文的实施例，系统包括光组件110，该光组件110被配置为使用一个或多个LED灯将光以特定角度发射至放置在插入点处的针上以形成针的阴影。光组件108进一步被配置为投射激光束以在插入点处形成一个或多个参考点。光组件110进一步被配置为投射激光束以在插入点处形成十字线。
根据本文的一个实施例，光组件110内的LED灯基于诸如灯的数量、光的角度、倾斜角度和光强度之类的一个或多个参数配置，以产生针的不同的阴影图案和阴影长度。进一步，光组件110内的激光束基于诸如束的数量、束的角度、倾斜角度和束强度之类的一个或多个参数设置，以在插入点处产生不同的十字线图案。
根据本文的一个实施例，图像采集模块112被配置用于连续地采集插入点、针的阴影和十字线的图像或视频。图像采集模块112的中心与患者身体上标记的插入点对准。
根据本文的实施例，监测单元114被配置用于显示使用图像采集模块112采集的图像或视频。监测单元114被配置用于在显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与插入点、针的阴影和十字线的对准，从而便于针的精确插入。
根据本文的实施例，一个或多个机械臂108基于计算的针坐标被校准，以使得临床医生能够在图像采集模块112的帮助下将一个或多个机械臂108和患者台移动至期望的位置。一个或多个机械臂108被移动至与图像采集模块112的中心一致(通过图像采集模块112的中心点可见)以与患者身体上标记的插入点对准。临床医生放置针，并将针定向为使得针的中心(针尖)与图像采集模块112的中心对准。光组件110的一个或多个LED灯被配置或设计为以特定的角度投射光束。根据本文的实施例，设置在相互垂直的位置(彼此成90度)的至少两个灯将光投射至针上以形成阴影。阴影的数量基于使用的灯的数量形成。临床医生将阴影对准以与针坐标一致，以便再次确保针的顶部定位在图像的正中心。然后通过将阴影叠加至激光十字线上通过连续地监测将针推入，直至沿着预测/估计的路径插入身体中期望的长度。
根据本文的实施例，在将一个或多个机械臂108与图像采集模块112的中心对准以后，临床医生在患者身体上绘制参考点并将该参考点登记在监测单元114上，该参考点接着与图像采集模块112的中心精确对准。图像采集模块112实时地连续采集参考点的图像并将其发送至计算设备104。当患者移动他/她的身体时，参考点被移动。通过连续地比较由图像处理模块112实时采集的一个或多个图像上的参考点的位置，患者移动的信息在计算设备104处被确定。如果检测到参考点的任何移动，计算设备104通过监测单元114警告临床医生。在另一实施例中，计算设备104还检测参考点的移动的距离和方向。进一步，计算设备104发送信号以移动患者身体所躺的支撑部(示例CT床204)，以补偿计算设备104检测到的距离和方向。患者被要求控制呼吸，以便患者身体上的十字线与图像采集模块112的中心对准，从而提高预测/估计的准确性。基于患者的移动，临床医生能够在任何需要或要求的情况下重新计划手术。在获取DICOM图像时以及定位针时使患者的屏气处于相同的水平是重要的，从而消除由于不一致的屏气导致患者身体处错误的针进入点。在此实施例中，临床医生能够在监测单元114和图像采集模块112的帮助下指示患者保持一致的屏气。
根据本文的一个实施例，患者的扫描图和轴向截面被取得，并且插入点和患者身体内的目标点由临床医生使用CT控制台/桌手动标记。插入点从图像上患者中心线测量，并且以不透射线的基准标记。插入点的DICOM图像被取得并且发送至计算设备104。插入点和目标点在计算设备104上重新登记。进一步，计算设备104被配置为计算针坐标。在计算期间，计算设备104被配置为考虑是否在针的路径中存在任何骨结构或任何重要器官结构的事实并且对应地计算Z轴坐标。针坐标然后传送至定位设备106以通过在需要时调整沿X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动来倾斜一个或多个机械臂108。图像采集模块112的中心对准插入点以观察来自图像采集模块112的实时馈送。彼此成直角放置以形成针的阴影和十字线的一个或多个LED灯和激光灯被打开。另外的参考点被绘制在患者身体上以检测任何患者移动。虚圆被投射至监测单元114上。针的阴影、十字线和虚圆与插入点对准。最后，通过将阴影与激光十字线对准，针被插入穿过插入点直至到达期望的目标位置。
图2例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机的光和阴影引导的针定位系统的透视图。参考图2，组件包括CT机架202、CT床204、光和阴影引导的针定位系统100、监测器架206、左支柱208和右支柱210。左支柱208和右支柱210被配置为将光和阴影引导的针定位系统100与CT扫描机附接。根据本文的一个实施例，定位设备106垂直于患者台地安装至机械轨道212上。
图3例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机并指示轴向移动的光和阴影引导的针定位系统的透视图。参考图3，定位设备106的移动示出为在水平方向上沿X轴(302)、在垂直方向上沿Y轴(304)、沿A轴(306)以轨道角度且沿Z轴(308)以头尾向角度。根据本文的一个实施例，X轴平行于CT扫描机的平面移动并且由马达驱动。在该平面中沿X轴的任何期望的移动通过开关的按压操作执行。Y轴上下移动并且被配置为将定位设备106定位为更靠近患者的身体。Y轴移动通过齿轮马达控制。轨道角度和头尾向角度通过齿轮马达控制。移动基于来自计算设备104的输入被自动地控制。马达可为步进马达或伺服马达或用于执行定义的功能的任何其它的马达。
图4例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的光组件和图像采集模块的仰视图。图5例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的光组件和图像采集模块的侧透视图。参考图4和图5，光组件110和图像采集模块112被设计为使得图像采集模块112的中心始终定位在定位设备106的正中心。来自光组件110的一个或多个LED光束以估计的角度从定位设备106的中心精确地投射。针的顶部502定位在针的阴影的中心，并且十字线图像使用激光束形成。
图6例示根据本发明的一个实施例的装配有CT扫描机的光和阴影引导的针定位系统的拍摄图像。参考图6，光和阴影引导的针定位系统的各个部件从图像中观察到。
图7例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中精确地放置在使用激光灯形成的十字线的和与十字线的分支对准的针的阴影的中心上的针的顶部图像。参考图7，根据本发明的一个实施例，针的顶部的图像精确地放置在使用激光灯形成的十字线和与十字线的分支对准的针的阴影的中心上。针的阴影与十字线的此对准对于确保精确的插入点非常重要。
图8例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的在激光灯关闭以后带有阴影的针的图像。参考图8，一个或多个LED灯倾斜以得到更长的阴影，灯的强度也由临床医生按照需要调整或关闭或频闪，以获得阴影的合适视角。
图9例示根据本发明的一个实施例的光和阴影引导的针定位系统中的显示带有与使用激光灯形成的十字线完全对准的阴影的针的监测单元的图像。参考图9，针的顶部精确地定位于投射在插入点的中心处的虚圆的中心。
图10例示解释根据本发明的实施例的用光和阴影引导的针定位系统精确定位针的方法的流程图。参考图10，提供一种通过采集多个DICOM图像、识别患者身体上的针的插入点和患者身体内的目标点、计算针坐标以及通过视觉分析使用针的阴影和光对准针来精确定位针的方法。患者的DICOM图像被采集用于识别患者身体上的针的插入点和患者身体内的目标点(1002)。针坐标基于采集的图像计算(1004)。针坐标包括两个插入角度和针插入到达目标点的长度。计算的角度为轨道角度和头尾向角度。一个或多个机械臂基于计算的针坐标被定位(1006)。一个或多个机械臂被配置为沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动。光束以特定的角度投射至放置在插入点处的针上以形成针的阴影。一个或多个LED光和激光被投射以在插入点处形成十字线(1008)。插入点、针的阴影和十字线的图像或视频使用图像采集模块被连续地采集(1010)。图像采集模块的中心与在患者的身体上标记的插入点对准，并且利用图像采集模块采集的图像或视频被显示在监测单元上(1012)。监测单元被配置用于在显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测虚圆与插入点、针的阴影和十字线的对准从而便于针的精确插入(1014)。
根据本文的一个实施例，提供一种用于计算针坐标和使用针的阴影和光定位针的方法。该方法结合CT扫描机实现。根据本文的一个实施例，患者的扫描图和轴向截面被取得，并且插入点和患者的身体内的目标点由临床医生使用CT控制台/桌手动地标记。插入点从图像上的患者中心线测量，并且以不透射线的基准标记。插入点的DICOM图像被取得并被发送至计算设备。插入点和目标点在计算设备上重新登记。进一步，计算设备被配置为计算针坐标。在计算期间，计算设备被配置为考虑是否存在任何骨结构或任何重要器官结构的事实并且对应地计算Z轴坐标。针坐标然后传送至定位设备以通过在需要时调整沿着X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动来倾斜一个或多个机械臂。图像采集模块的中心对准插入点以观察来自图像采集模块的实时馈送。一个或多个LED灯和激光灯彼此成直角放置以形成针的阴影和十字线。另外的参考点被绘制在患者的身体上以检测任何患者移动。虚圆被投射在监测单元上。针的阴影、十字线和虚圆与插入点对准。最后，通过将阴影与激光十字线对准，针被插入穿过插入点直至达到期望的目标位置。
具体实施例的以上描述将充分揭露本发明的大致特性，使得其他人通过应用现有知识能够在不偏离总体构思的情况下容易地修改和/或更改这种具体实施例用于各种不同的应用，因此，这种更改和修改应当并且旨在包含在所公开的实施例的等价物的含义和范围内。将理解，这里采用的措辞和术语用于说明的目的而不是限制。因此，尽管本发明已经按照优选实施例描述，但是本领域技术人员将认识到本发明能够在进行所附权利要求的精神和范围内的修改的情况下被实践。
本发明的各种实施例提供一种用于光和阴影引导的针定位的系统和方法，其在不与患者身体进行任何直接接触的情况下将针朝向患者身体上的插入点准确地定位。本发明的系统和方法即使反复使用也仅需要一次校准。进一步，本发明的系统和方法通过针的连续阴影监测迅速地识别任任何针的错误倾斜。进一步，因为本发明的系统不与患者进行物理接触并且远离患者身体，系统的灭菌是不需要的。用于引导针的系统和方法被用于活组织检查、液体抽吸、多针插入、靶向肿瘤消融等。
具体实施例的以上描述将充分揭露本发明的大致特性，使得其他人通过应用现有知识能够在不偏离总体构思的情况下容易地修改和/或更改这种具体实施例用于各种不同的应用，因此，这种更改和修改应当并且旨在包含在所公开的实施例的等价物的含义和范围内。将理解，这里采用的措辞和术语用于说明的目的而不是限制。因此，尽管本发明已经按照优选实施例描述，但是本领域技术人员将认识到本发明能够在进行所附权利要求的精神和范围内的修改的情况下被实践。
尽管这里的实施例以各种不同的具体实施例描述，但是在修改的情况下实践本发明对于本领域技术人员将显而易见的。然而，所有这种修改被视为在权利要求书的范围内。
还将理解，所附权利要求书旨在覆盖本文描述的实施例的所有一般性和具体特征并且覆盖在语言上可被称为落入其间的实施例的范围的所有陈述。
Claims (10)
1.一种光和阴影引导的针定位系统，该系统包括：
成像设备，用于采集患者的多个图像以识别所述患者的身体上的针的插入点和所述患者的身体内的目标点，其中所述成像设备适于产生医学数字成像和通信(DICOM)图像；
用于基于所采集的图像计算针坐标的计算设备，其中所述针坐标包括两个插入角度和针插入到达所述目标点的长度；
用于基于所计算的针坐标定位一个或多个机械臂的定位设备，其中所述一个或多个机械臂适于沿着X轴在水平方向上移动、沿着Y轴在垂直方向上移动并基于所述计算设备计算的角度沿其它轴移动；
光组件，被提供在所述定位设备中，用于将光束以预设角度投射至放置在所述插入点处的所述针上以形成所述针的阴影，其中所述光组件适于投射光束以在所述插入点处形成十字线；
图像采集模块，被提供在所述定位设备中，用于连续地采集所述插入点、所述针的阴影和所述十字线的图像或视频，其中所述图像采集模块的中心与所述患者的身体上标记的所述插入点对准；以及
用于显示利用所述图像采集模块采集的图像或视频的监测单元，其中所述监测单元被配置用于在所显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测所述虚圆与所述插入点、所述针的阴影和所述十字线的对准，以便于所述针的插入。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述光组件包括一个或多个发光二极管(LED)灯和激光源，并且其中所述光组件适于投射激光束以在所述插入点处形成所述十字线。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述计算设备计算的角度包括轨道角度和头尾向角度，并且其中所述一个或多个机械臂适于沿着A轴以轨道角度移动并沿着Z轴以头尾向角度移动。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述计算设备适于在实际的针插入之前作为安全预防措施基于DICOM图像建议虚拟的针路径。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述定位设备包括电子控制单元，该电子控制单元适于从所述计算设备接收所述针坐标以产生用于使所述一个或多个机械臂沿着水平轴、垂直轴和轨道轴以及头尾向角度移动的命令。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述电子控制单元包括：
控制器，用于处理所接收的针坐标以产生对应的命令信号或电信号；
机电设备，适于基于从控制器接收的电信号或命令使所述一个或多个机械臂沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动；和
反馈模块，用于监测所述一个或多个机械臂沿着X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动从所计算的针坐标的任何偏离，其中所述反馈模块适于向所述控制器提供关于所述偏离的反馈以便启动校正动作。
7.如权利要求2所述的系统，其中所述光组件内的所述LED灯适于基于从由灯的数量、光的角度、倾斜角度和光强度组成的组中选择的一个或多个参数产生所述针的多个阴影图案和阴影长度，并且其中所述多个阴影图案为相互不同的阴影图案。
8.如权利要求2所述的系统，其中所述光组件内的所述激光源适于基于从由束的数量、束的角度、倾斜角度和束强度组成的组中选择的一个或多个参数产生所述插入点处的多个十字线图案，并且其中所述多个十字线图案为相互不同的十字线图案。
9.一种用于定位针的方法，包括步骤：
通过成像设备采集患者的多个DICOM图像，以确定所述患者的身体上的针的插入点和所述患者的身体内的目标点；
通过计算设备基于所采集的图像计算针坐标，其中所述针坐标包括两个插入角度和到达所述目标点所需的针插入的长度，并且其中所计算的角度为轨道角度和头尾向角度；
通过定位设备基于所计算的针坐标定位一个或多个机械臂，其中所述一个或多个机械臂被配置为沿着X轴在水平方向上移动、沿着Y轴在垂直方向上移动、沿着A轴以轨道角度移动并沿着Z轴以头尾向角度移动；
通过光组件将来自一个或多个LED灯的光束以预设角度投射至放置在所述插入点处的所述针上以形成所述针的阴影，并投射激光束以在所述插入点处形成十字线；
通过图像采集模块连续地采集所述插入点、所述针的阴影和所述十字线的图像或视频，其中所述图像采集模块的中心与所述患者的身体上标记的所述插入点对准；以及
在监测单元上显示利用所述图像采集模块采集的图像或视频，其中所述监测单元被配置用于在所显示的图像或视频上投射虚圆，并用于监测所述虚圆与所述插入点、所述针的阴影和所述十字线的对准，以便于所述针的精确插入。
10.如权利要求9所述的方法，其中基于所计算的针坐标定位一个或多个机械臂包括：
通过控制器处理在定位设备处接收的所述针坐标以产生对应的命令信号或电信号；
通过机电设备基于从控制器接收的电信号或命令使所述一个或多个机械臂沿X轴在水平方向上移动、沿Y轴在垂直方向上移动、沿A轴以轨道角度移动并沿Z轴以头尾向角度移动；以及
通过反馈模块监测所述一个或多个机械臂沿着X轴、Y轴、A轴和Z轴的移动从所计算的针坐标的任何偏离，其中所述反馈模块被配置为适于向所述控制器提供关于所述偏离的反馈以便启动校正动作。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109674536A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 基于激光的手术导航系统及其设备、方法和存储介质 |
| CN111238999A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-06-05 | 王盛麟 | 一种基于机器视觉的探针与试样表面接触时机检测方法及系统 |
| CN113164066A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-07-23 | 博医来股份公司 | 用于将切口标记投射到患者上的方法和系统 |
| CN113768619A (zh) * | 2020-06-10 | 2021-12-10 | 长庚大学 | 路径定位方法、信息显示装置、存储介质及集成电路芯片 |
| CN113974859A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-01-28 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 基于ct引导的dsa激光辅助定位系统 |
| CN114191116A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 基于ct引导的dsa激光辅助定位方法以及相关装置 |
| CN114424978A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-05-03 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 融合配准方法以及装置、电子设备、存储介质 |
| CN114983568A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 介入手术中的激光辅助定位方法和穿刺机器人系统 |
| CN116096322A (zh) * | 2020-09-04 | 2023-05-09 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 用于辅助将手术器械放置到对象中的系统和方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3515311A4 (en) * | 2016-09-20 | 2020-06-24 | Kornerstone Devices Pvt. Ltd. | LIGHT AND SHADOW GUIDED NEEDLE POSITIONING SYSTEM AND METHOD |
| DE102019108753A1 (de) * | 2019-04-03 | 2020-10-08 | Amedo Smart Tracking Solutions Gmbh | 3D Laser-gestütztes Positionierungssystem |
| EP3973885A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-03-30 | Koninklijke Philips N.V. | Methods and systems for tool tracking |
| CN113633380B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-01-23 | 杭州微引科技有限公司 | 一种穿刺手术机器人 |
| CN114098961A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 南京普爱医疗设备股份有限公司 | 一种标定手术机械臂导向器的工装装置及其工作方法 |
| CN115349953B (zh) * | 2022-08-03 | 2024-03-15 | 江苏省人民医院（南京医科大学第一附属医院） | 一种基于体外标记引导器械定位的系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030216750A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Wong Wilson S. | Template for the localization of lesions in a breast and method of use thereof |
| US20080091101A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-17 | Perfint Engineering Services | Needle positioning apparatus and method |
| US20110152871A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Youngbae Park | Surgical guide system using an active robot arm |
| CN102598088A (zh) * | 2009-11-11 | 2012-07-18 | 艾克提维尤斯有限公司 | 规划和执行穿刺程序的系统及方法 |
| US20120253200A1 (en) * | 2009-11-19 | 2012-10-04 | The Johns Hopkins University | Low-cost image-guided navigation and intervention systems using cooperative sets of local sensors |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4296329A (en) * | 1979-10-22 | 1981-10-20 | General Electric Company | Alignment device for computerized tomography phantoms |
| DE102005024157A1 (de) | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Amedo Gmbh | Nadelpositioniersystem |
| US8265731B2 (en) * | 2007-02-13 | 2012-09-11 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Apparatus and method for aligning a light pointer with a medical interventional device trajectory |
| US20090281452A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-12 | Marcus Pfister | System and method for a medical procedure using computed tomography |
| JP4517004B2 (ja) * | 2008-06-16 | 2010-08-04 | ノリー株式会社 | 注射針誘導装置 |
| EP2763591A4 (en) * | 2011-10-09 | 2015-05-06 | Clear Guide Medical Llc | GUIDING INTERVENTIONAL IN SITU IMAGES BY FUSIONING AN ULTRASONIC VIDEO |
| US20130218003A1 (en) | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Rapid entry point localization for percutaneous interventions |
| DE102012204134B4 (de) | 2012-03-16 | 2021-02-11 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum automatischen Bestimmen von Bildgebungs-Ebenen und Magnetresonanzanlage |
| CN105050527B (zh) * | 2013-03-15 | 2018-03-27 | 圣纳普医疗(巴巴多斯)公司 | 智能定位系统和用于其的方法 |
| US8880151B1 (en) * | 2013-11-27 | 2014-11-04 | Clear Guide Medical, Llc | Surgical needle for a surgical system with optical recognition |
| WO2015132787A1 (en) | 2014-03-04 | 2015-09-11 | Xact Robotics Ltd. | Dynamic planning method for needle insertion |
| JP6305810B2 (ja) | 2014-03-31 | 2018-04-04 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 医用画像診断装置 |
| WO2015179708A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Invuity, Inc. | Medical device featuring cladded waveguide |
| US9056020B1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-06-16 | Zafer Termanini | Acetabular cup device and method thereof |
| US9547940B1 (en) * | 2014-09-12 | 2017-01-17 | University Of South Florida | Systems and methods for providing augmented reality in minimally invasive surgery |
| US10094651B2 (en) | 2015-01-15 | 2018-10-09 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA—Recherche et Développement | Positioning system and method |
| DE102015109368A1 (de) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | avateramedical GmBH | Vorrichtung und Verfahren zur robotergestützten Chirurgie sowie Positionierhilfseinheit |
| EP3515311A4 (en) * | 2016-09-20 | 2020-06-24 | Kornerstone Devices Pvt. Ltd. | LIGHT AND SHADOW GUIDED NEEDLE POSITIONING SYSTEM AND METHOD |
| WO2021011239A1 (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-21 | Neuralink Corp. | Optical coherence tomography for robotic brain surgery |
-
2017
- 2017-09-19 EP EP17852555.6A patent/EP3515311A4/en not_active Withdrawn
- 2017-09-19 US US16/334,693 patent/US11576746B2/en active Active
- 2017-09-19 CN CN201780001582.7A patent/CN108135563B/zh active Active
- 2017-09-19 WO PCT/IN2017/050410 patent/WO2018055637A1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030216750A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Wong Wilson S. | Template for the localization of lesions in a breast and method of use thereof |
| US20080091101A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-17 | Perfint Engineering Services | Needle positioning apparatus and method |
| CN102598088A (zh) * | 2009-11-11 | 2012-07-18 | 艾克提维尤斯有限公司 | 规划和执行穿刺程序的系统及方法 |
| US20120253200A1 (en) * | 2009-11-19 | 2012-10-04 | The Johns Hopkins University | Low-cost image-guided navigation and intervention systems using cooperative sets of local sensors |
| US20110152871A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Youngbae Park | Surgical guide system using an active robot arm |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109674536A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 基于激光的手术导航系统及其设备、方法和存储介质 |
| CN113164066A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-07-23 | 博医来股份公司 | 用于将切口标记投射到患者上的方法和系统 |
| US11877874B2 (en) | 2019-09-24 | 2024-01-23 | Brainlab Ag | Method and system for projecting an incision marker onto a patient |
| US12324693B2 (en) | 2019-09-24 | 2025-06-10 | Brainlab Ag | Method and system for projecting an incision marker onto a patient |
| CN111238999A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-06-05 | 王盛麟 | 一种基于机器视觉的探针与试样表面接触时机检测方法及系统 |
| CN113768619A (zh) * | 2020-06-10 | 2021-12-10 | 长庚大学 | 路径定位方法、信息显示装置、存储介质及集成电路芯片 |
| CN113768619B (zh) * | 2020-06-10 | 2024-07-02 | 长庚大学 | 路径定位方法、信息显示装置、存储介质及集成电路芯片 |
| CN116096322A (zh) * | 2020-09-04 | 2023-05-09 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 用于辅助将手术器械放置到对象中的系统和方法 |
| CN113974859A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-01-28 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 基于ct引导的dsa激光辅助定位系统 |
| CN114191116A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 基于ct引导的dsa激光辅助定位方法以及相关装置 |
| CN114424978A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-05-03 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 融合配准方法以及装置、电子设备、存储介质 |
| CN114983568A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 介入手术中的激光辅助定位方法和穿刺机器人系统 |
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