CN109394255B - 一种智能肝病检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能肝病检查装置，设计了新的肝脏穿刺时的引导装置，可以采用CT和X射线同时进行实时的引导；CT和X射线提供了两个维度的检查信息，穿刺是可以明确确定穿刺针的位置，大大提高了引导的效果；设计了新的穿刺针结构，穿刺针设置穿刺针柄，穿刺针柄紧贴皮肤，固定更加稳定，且穿刺针由滚动辊带动进入，进出更加稳定；将红外光谱检查与穿刺相结合，避免了使用内镜观察待查部位的图像，可以通过光谱检查获取差异最大的位置，多处取样，避免了单次取样位置不佳，降低误诊率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，涉及一种检查装置，尤其涉及智能肝病检查装置。
背景技术
肝穿刺是肝穿刺活体组织检查术的简称。患者通常要局部麻醉，运用负压吸引穿刺技术，在B超、CT的定位和引导下经皮肤穿刺，或在腹腔镜的监视下直接穿刺。穿刺获取肝脏标本一般约10～25毫克，经过处理后作病理组织学、免疫组化等染色，在显微镜下观察肝脏组织和细胞形态。肝穿刺病理学检查主要用于各种肝脏疾病的鉴别诊断，如鉴别黄疸的性质和产生的原因，了解肝脏病变的程度和活动性，提供各型病毒性肝炎的病原学诊断依据，发现早期、静止期或尚在代偿期的肝硬化，判别临床疗效，尤其在确定肝纤维化严重程度上是国际公认的“金标准”。
但是目前的穿刺还存在一些缺陷，例如穿刺时取样位置单一，仅能单点取样，因此针对检查位置不容易确定的情况难以保证确诊率，如果多次取样势必增大患者的痛苦；
申请号：201810052318.2的北京工业大学的专利申请公开了一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法，首先从肝肿瘤射频消融术中CT序列扫描图像中快速自动提取出肝肿瘤、肝脏和关键解剖结构(大血管、肺、心脏、胃、肾、胆囊、皮肤和骨骼)的三维结构，计算出穿刺路径的终点，以皮肤上的N个点作为穿刺路径的潜在起点，由穿刺路径的潜在起点和穿刺路径的终点形成N条潜在穿刺路径，剔除其中满足不合理潜在穿刺路径条件的M条潜在穿刺路径，剩下K条备选潜在穿刺路径(K＝N-M)，再对K条备选潜在穿刺路径分别计算各项评分准则下的评分，最后计算各条备选潜在穿刺路径的综合评分，将综合评分最高的备选潜在穿刺路径作为CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法的输出结果。此中方法虽然可以提高穿刺的穿刺检查的准确性，但是实际操作是难以保证引导结果与实际操作一致。
申请号：201710734676.7一种腹部CT在mimics三维重建引导下肝脏组织活检定位方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：利用mimics软件将腹部CT中的肋骨进行三维重建；步骤S2：根据步骤S1所建立的三维模型选择穿刺点；步骤S3：在CT水平面评估穿刺效果，并测量穿刺点的冠状面位置；步骤S4：在CT冠状面利用肩胛角下缘测量穿刺点的水平面位置；步骤S5：在三维模型图上模拟标记定位效果。其同样采用模拟穿刺的效果，但是实际操作时由于操作人员的水平不确定，难以保证穿刺效果。
发明内容
针对上述内容，为解决上述问题，提供一种智能肝病检查装置，其特征在于包括检查主机、CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；检查主机连接CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；通过CT检查部获取待检查部位的CT切面图像，通过X射线检查部获取待检查部位的横向图像；穿刺检查部内置有穿刺针杆，可以通过负压获取微量待检查部位肝组织；穿刺检查部有红外光谱检查功能，通过穿刺入待检查部位获取待检查部位的光谱信息；运动机构控制CT检查部和X射线检查部的装置协调运动，实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
CT检查部包括CT检查控制器、环形传感器阵列、CT辐射源；运动机构部包括运动机构控制器、环形运动机构、水平移动机构、滚动机构、水平运动机构和检查床；X射线检查部包括X射线检查控制器、线阵传感器阵列、低剂量X射线源；穿刺控制部包括穿刺控制器、红外光谱检查器、红外光谱探头、穿刺针杆、穿刺针柄、输送辊。
CT检查控制器连接环形传感器阵列和CT辐射源，环形传感器阵列为环形，检查床设置在环形传感器阵列形成的环内，围绕环形传感器阵列的外圈设置有一环形轨道，CT辐射源设置在环形轨道上，CT辐射源可以在环形轨道上做圆周运动，CT辐射源辐射方向对准环形传感器阵列形成的环心；CT检查控制器收集环形传感器阵列的传感数据，并进行图像重构，获得当前检查位置的CT切面图像；CT检查控制器将重构的CT切面图像发送至检查主机，检查主机将CT切面图像显示在显示器上。
X射线检查控制器连接线阵传感器阵列和低剂量X射线源；线阵传感器阵列为长条形，低剂量X射线源也为长条形；线阵传感器阵列和低剂量X射线源水平设置，且设置方向与环形传感器阵列形成的环的轴线垂直；线阵传感器阵列设置在检查床的上方，高度低于环形传感器阵列的上沿，且线阵传感器阵列在环形传感器阵列形成的环上的投影位于环形传感器阵列形成的环的内部；低剂量X射线源设置在检查床的下方，靠近检查床的底面设置；高度高于环形传感器阵列的下沿，且线低剂量X射线源在环形传感器阵列形成的环上的投影位于环形传感器阵列形成的环的内部；线阵传感器阵列和低剂量X射线源始终相对设置，且低剂量X射线源发射的射线由线阵传感器阵列接收；线阵传感器阵列和低剂量X射线源在水平方向上做往复运动，进行横向的X射线检查；
X射线检查控制器获取多个往复周期内的线阵传感器阵列的数据，并将其重构为横向的X射线图像并将其传送至检查主机，检查主机将横向的X射线图像显示在显示器上。
运动机构控制器连接环形运动机构、水平移动机构、滚动机构和水平运动机构；水平移动机构连接检查床；检查床在水平移动机构的带动下做水平平移运动；检查床的运动方向与环形传感器阵列形成的环的轴线平行；
环形运动机构设置在环形轨道上，环形运动机构控制CT辐射源在环形轨道上做圆周运动；
水平运动机构连接线阵传感器阵列和低剂量X射线源，水平运动机构带动线阵传感器阵列和低剂量X射线源在水平方向上做水平运动，且运动方向与环形传感器阵列形成的环的轴线平行；
环形运动机构和水平运动机构相互协同运动，环形运动机构的运动周期和水平运动机构的运动周期相同，且当环形运动机构运动到环形轨道的上端和下端时，水平运动机构运动到水平往复运动的两个端点；水平运动机构做水平往复运动的中心点位于环形传感器阵列形成的环所在的平面上；由此实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
穿刺控制器连接红外光谱检查器、穿刺针杆和穿刺针柄；红外光谱检查器连接红外光谱探头，穿刺针柄上设置有输送辊，输送辊由运动机构控制部的滚动机构带动；红外光谱检查器内设置有光源和分光仪；
穿刺针杆为空心的圆管，穿刺针杆的顶端设置有半圆形的封闭盖，红外光谱探头设置在穿刺针杆内，位于穿刺针杆的顶端；红外光谱检查器和红外光谱探头由光纤连接，红外光谱探头为半圆柱状，且可以围绕穿刺针杆的轴心转动；即红外光谱探头转动到检查位置时，封闭盖不遮挡红外光谱探头，红外光谱探头收集检查位置的红外光谱图像；当红光谱探头转动到取样位置时，封闭盖遮挡红外光谱探头，此时穿刺针杆顶端未封闭的部分实现肝脏组织取样；
穿刺针柄为长方体形，使用时紧贴穿刺位置皮肤，穿刺针柄上设置有输送辊和穿刺孔，穿刺孔供穿刺针杆穿过，输送辊夹紧穿刺针杆，输送辊转动带动穿刺针杆刺入和抽出。
本发明的有益效果为：
本发明设计了新的肝脏穿刺时的引导装置，可以采用CT和X射线同时进行实时的引导；CT和X射线提供了两个维度的检查信息，穿刺是可以明确确定穿刺针的位置，大大提高了引导的效果；此外本发明设计了新的穿刺针结构，穿刺针设置穿刺针柄，穿刺针柄紧贴皮肤，固定更加稳定，且穿刺针由滚动辊带动进入，进出更加稳定；本发明将红外光谱检查与穿刺相结合，避免了使用内镜观察待查部位的图像，可以通过光谱检查获取差异最大的位置，多处取样，避免了单次取样位置不佳，降低误诊率。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明CT检查部和X射线检查部的结构示意图；
图3为本发明穿刺控制部结构示意图。
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
结合图1-3，本发明提供一种智能肝病检查装置，其特征在于包括检查主机、CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；检查主机连接CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；通过CT检查部获取待检查部位的CT切面图像，通过X射线检查部获取待检查部位的横向图像；穿刺检查部内置有穿刺针杆17，可以通过负压获取微量待检查部位肝组织；穿刺检查部有红外光谱检查功能，通过穿刺入待检查部位获取待检查部位的光谱信息；运动机构控制CT检查部和X射线检查部的装置协调运动，实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
CT检查部包括CT检查控制器、环形传感器阵列11、CT辐射源12；运动机构部包括运动机构控制器、环形运动机构、水平移动机构、滚动机构、水平运动机构和检查床13；X射线检查部包括X射线检查控制器、线阵传感器阵列14、低剂量X射线源15；穿刺控制部包括穿刺控制器、红外光谱检查器、红外光谱探头16、穿刺针杆17、穿刺针柄18、输送辊19。
CT检查控制器连接环形传感器阵列11和CT辐射源12，环形传感器阵列11为环形，检查床13设置在环形传感器阵列11形成的环内，围绕环形传感器阵列11的外圈设置有一环形轨道，CT辐射源12设置在环形轨道上，CT辐射源12可以在环形轨道上做圆周运动，CT辐射源12辐射方向对准环形传感器阵列11形成的环心；CT检查控制器收集环形传感器阵列11的传感数据，并进行图像重构，获得当前检查位置的CT切面图像；CT检查控制器将重构的CT切面图像发送至检查主机，检查主机将CT切面图像显示在显示器上。
X射线检查控制器连接线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15；线阵传感器阵列14为长条形，低剂量X射线源15也为长条形；线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15水平设置，且设置方向与环形传感器阵列11形成的环的轴线垂直；线阵传感器阵列14设置在检查床13的上方，高度低于环形传感器阵列11的上沿，且线阵传感器阵列14在环形传感器阵列11形成的环上的投影位于环形传感器阵列11形成的环的内部；低剂量X射线源15设置在检查床13的下方，靠近检查床13的底面设置；高度高于环形传感器阵列11的下沿，且线低剂量X射线源15在环形传感器阵列11形成的环上的投影位于环形传感器阵列11形成的环的内部；线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15始终相对设置，且低剂量X射线源15发射的射线由线阵传感器阵列14接收；线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15在水平方向上做往复运动，进行横向的X射线检查；
X射线检查控制器获取多个往复周期内的线阵传感器阵列14的数据，并将其重构为横向的X射线图像并将其传送至检查主机，检查主机将横向的X射线图像显示在显示器上。
运动机构控制器连接环形运动机构、水平移动机构、滚动机构和水平运动机构；水平移动机构连接检查床13；检查床13在水平移动机构的带动下做水平平移运动；检查床13的运动方向与环形传感器阵列11形成的环的轴线平行；
环形运动机构设置在环形轨道上，环形运动机构控制CT辐射源12在环形轨道上做圆周运动；
水平运动机构连接线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15，水平运动机构带动线阵传感器阵列14和低剂量X射线源15在水平方向上做水平运动，且运动方向与环形传感器阵列11形成的环的轴线平行；
环形运动机构和水平运动机构相互协同运动，环形运动机构的运动周期和水平运动机构的运动周期相同，且当环形运动机构运动到环形轨道的上端和下端时，水平运动机构运动到水平往复运动的两个端点；水平运动机构做水平往复运动的中心点位于环形传感器阵列11形成的环所在的平面上；由此实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
穿刺控制器连接红外光谱检查器、穿刺针杆17和穿刺针柄18；红外光谱检查器连接红外光谱探头16，穿刺针柄18上设置有输送辊19，输送辊19由运动机构控制部的滚动机构带动；红外光谱检查器内设置有光源和分光仪；
穿刺针杆17为空心的圆管，穿刺针杆17的顶端设置有半圆形的封闭盖21，红外光谱探头16设置在穿刺针杆17内，位于穿刺针杆17的顶端；红外光谱检查器和红外光谱探头16由光纤22连接，红外光谱探头16为半圆柱状，且可以围绕穿刺针杆17的轴心转动；即红外光谱探头16转动到检查位置时，封闭盖21不遮挡红外光谱探头16，红外光谱探头16收集检查位置的红外光谱图像；当红光谱探头转动到取样位置时，封闭盖21遮挡红外光谱探头16，此时穿刺针杆17顶端未封闭的部分实现肝脏组织取样；
穿刺针柄18为长方体形，使用时紧贴穿刺位置皮肤，穿刺针柄18上设置有输送辊19和穿刺孔，穿刺孔供穿刺针杆17穿过，输送辊19夹紧穿刺针杆17，输送辊19转动带动穿刺针杆17刺入和抽出。
本装置的使用方法为：
首先对患者进行麻醉，麻醉后患者平躺于检查床上；
开启装置，检查床带动患者进入CT检查部的环形传感器的检查范围，获取不同部位的CT检查图像，操作者根据CT检查图像，获取需要穿刺检查的位置，并将检查床停留在CT检查到穿刺位置的位置，使得显示器上实时显示穿刺检查位置的图像；
操作者在检查主机上启动X射线检查部，X射线检查部和CT检查部进行协同检查，获取待检查部位的实时的CT检查图像和实时的X射线检查图像；
操作者在患者皮肤表面进行标记，并将穿刺孔位置采用手术刀进行打孔，切开皮肤后，将穿刺针柄贴到切口上；操作者将穿刺针杆深入体内，观察显示器的图像，保证穿刺针杆的顶端顺利到达需要取样的位置；
到达取样位置后进行红外光谱的检查，在一条线上的多个点进行红外光谱的检查，检查主机自动识别红外光谱的检查结果，并分析出光谱差异最大的点，操作人员在红外光谱差异最大的两个点进行取样；
取样后取出穿刺针杆，关闭系统。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种智能肝病检查装置，其特征在于包括检查主机、CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；检查主机连接CT检查部、运动机构部、X射线检查部、穿刺控制部；通过CT检查部获取待检查部位的CT切面图像，通过X射线检查部获取待检查部位的横向图像；穿刺检查部内置有穿刺针杆（17），可以通过负压获取微量待检查部位肝组织；穿刺检查部有红外光谱检查功能，通过穿刺入待检查部位获取待检查部位的光谱信息；运动机构控制CT检查部和X射线检查部的装置协调运动，实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
2.根据权利要求1所述的一种智能肝病检查装置，其特征在于：
CT检查部包括CT检查控制器、环形传感器阵列（11）、CT辐射源（12）；运动机构部包括运动机构控制器、环形运动机构、水平移动机构、滚动机构、水平运动机构和检查床（13）；X射线检查部包括X射线检查控制器、线阵传感器阵列（14）、低剂量X射线源（15）；穿刺控制部包括穿刺控制器、红外光谱检查器、红外光谱探头（16）、穿刺针杆（17）、穿刺针柄（18）、输送辊（19）。
3.根据权利要求2所述的一种智能肝病检查装置，其特征在于：
CT检查控制器连接环形传感器阵列（11）和CT辐射源（12），环形传感器阵列（11）为环形，检查床（13）设置在环形传感器阵列（11）形成的环内，围绕环形传感器阵列（11）的外圈设置有一环形轨道，CT辐射源（12）设置在环形轨道上，CT辐射源（12）可以在环形轨道上做圆周运动，CT辐射源（12）辐射方向对准环形传感器阵列（11）形成的环心；CT检查控制器收集环形传感器阵列（11）的传感数据，并进行图像重构，获得当前检查位置的CT切面图像；CT检查控制器将重构的CT切面图像发送至检查主机，检查主机将CT切面图像显示在显示器上；
X射线检查控制器连接线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15）；线阵传感器阵列（14）为长条形，低剂量X射线源（15）也为长条形；线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15）水平设置，且设置方向与环形传感器阵列（11）形成的环的轴线垂直；线阵传感器阵列（14）设置在检查床（13）的上方，高度低于环形传感器阵列（11）的上沿，且线阵传感器阵列（14）在环形传感器阵列（11）形成的环上的投影位于环形传感器阵列（11）形成的环的内部；低剂量X射线源（15）设置在检查床（13）的下方，靠近检查床（13）的底面设置；高度高于环形传感器阵列（11）的下沿，且线低剂量X射线源（15）在环形传感器阵列（11）形成的环上的投影位于环形传感器阵列（11）形成的环的内部；线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15）始终相对设置，且低剂量X射线源（15）发射的射线由线阵传感器阵列（14）接收；线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15）在水平方向上做往复运动，进行横向的X射线检查；
X射线检查控制器获取多个往复周期内的线阵传感器阵列（14）的数据，并将其重构为横向的X射线图像并将其传送至检查主机，检查主机将横向的X射线图像显示在显示器上。
4.根据权利要求3所述的一种智能肝病检查装置，其特征在于：
运动机构控制器连接环形运动机构、水平移动机构、滚动机构和水平运动机构；水平移动机构连接检查床（13）；检查床（13）在水平移动机构的带动下做水平平移运动；检查床（13）的运动方向与环形传感器阵列（11）形成的环的轴线平行；
环形运动机构设置在环形轨道上，环形运动机构控制CT辐射源（12）在环形轨道上做圆周运动；
水平运动机构连接线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15），水平运动机构带动线阵传感器阵列（14）和低剂量X射线源（15）在水平方向上做水平运动，且运动方向与环形传感器阵列（11）形成的环的轴线平行；
环形运动机构和水平运动机构相互协同运动，环形运动机构的运动周期和水平运动机构的运动周期相同，且当环形运动机构运动到环形轨道的上端和下端时，水平运动机构运动到水平往复运动的两个端点；水平运动机构做水平往复运动的中心点位于环形传感器阵列（11）形成的环所在的平面上；由此实现CT检查和X射线检查的互不干扰。
5.根据权利要求4所述的一种智能肝病检查装置，其特征在于：
穿刺控制器连接红外光谱检查器、穿刺针杆（17）和穿刺针柄（18）；红外光谱检查器连接红外光谱探头（16），穿刺针柄（18）上设置有输送辊（19），输送辊（19）由运动机构控制部的滚动机构带动；红外光谱检查器内设置有光源和分光仪；
穿刺针杆（17）为空心的圆管，穿刺针杆（17）的顶端设置有半圆形的封闭盖（21），红外光谱探头（16）设置在穿刺针杆（17）内，位于穿刺针杆（17）的顶端；红外光谱检查器和红外光谱探头（16）由光纤（22）连接，红外光谱探头（16）为半圆柱状，且可以围绕穿刺针杆（17）的轴心转动；即红外光谱探头（16）转动到检查位置时，封闭盖（21）不遮挡红外光谱探头（16），红外光谱探头（16）收集检查位置的红外光谱图像；当红光谱探头转动到取样位置时，封闭盖（21）遮挡红外光谱探头（16），此时穿刺针杆（17）顶端未封闭的部分实现肝脏组织取样；
穿刺针柄（18）为长方体形，使用时紧贴穿刺位置皮肤，穿刺针柄（18）上设置有输送辊（19）和穿刺孔，穿刺孔供穿刺针杆（17）穿过，输送辊（19）夹紧穿刺针杆（17），输送辊（19）转动带动穿刺针杆（17）刺入和抽出。
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