CN110123273A - 一种结合ct图像的结节体表定位装置及结节体表定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合CT图像的结节体表定位装置，包括支架和设置在所述支架上的第一水平梁，所述第一水平梁的底部沿长度方向设置有竖直向下正投影出激光的第一激光投影装置，所述第一水平梁上还设置有距离显示部，所述第一水平梁上滑动设置有滑块，所述滑块上设置有发射出来的激光线与第一激光投影装置发射出来的激光线相垂直的第二激光投影装置。本发明还公开了一种结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法。

Description

一种结合CT图像的结节体表定位装置及结节体表定位方法

技术领域

本发明涉及医疗装置和方法领域，特别涉及一种结合CT图像的结节体表定位装置及结节体表定位方法，尤其适用于胸部结节或者其他部位结节的定位。

背景技术

随着低剂量螺旋CT(low-dose computed tomography，LDCT)扫描检查的普及，愈来愈多的孤立性周围型肺小结节(subcentimeter pulmonary small nodule，SPSNS)(结节直径<1cm)被检出。由于存在一定的恶性概率，因此肺小结节的诊断和治疗，已经成为临床医生关注的重点。针对肺小结节，传统的检查手段如穿刺活检、支气管镜、正电子发射断层显像-X线计算机体层成像(PET-CT)等难以明确诊断，而电视胸腔镜手术(video-assistedthoracoscopic surgery，VATS)已经成为肺小结节诊断及治疗的重要手段。因此，如何在术中尽快对肺小结节精确定位、如何最大限度地精准地切除肿瘤、又最大限度地保护肺功能，是胸外科医生面临的重要课题。但是由于肺小结节在肺表面难以看到，术中通过手指触摸或者通过器械滑行定位病灶的成功率仅为30％。部分患者因无法准确定位而导致中转开胸，甚至手术失败。因此术前的肺小结节定位尤为重要。

目前术前的肺小结节辅助定位技术主要包括：(1)CT引导下经皮穿刺辅助定位(包括经皮穿刺Hookwire定位法，经皮穿刺弹簧圈定位法，经皮穿刺液体材料注射定位法。)；(2)支气管镜下穿刺辅助定位(包括电磁导航支气管镜下穿刺定位技术，虚拟支气管镜导航定位技术)；(3)CT虚拟3D辅助定位(包括3D打印辅助定位技术，虚拟现实辅助定位技术)。其中，以hookwire定位操作简便，在临床应用最多。但是，由于经皮肺穿刺操作需多次在CT监视下完成，一方面增加了患者CT辐射剂量及CT检查费用，也增加了医护人员的工作量以及对CT室的依赖；且由于此操作存在一定的风险及并发症(局麻下定位后患者胸闷胸痛剧烈，定位时刺破肋间血管及肺组织导致血气胸，定位后突发胸膜反应等)，所以定位后患者需尽快进行VATS手术。在杂交手术室内进行定位可缩短从定位到手术的过程及时间，可有效减少相关并发症的发生，但目前杂交手术室数量少，资源有限，因而限制其开展。并且，患者Hookwire局麻定位后由于呼吸活动或刺激性咳嗽可导致Hookwire在肺内移位甚至脱出，从而导致中转开胸甚至手术失败可能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种适用于患者在手术室全麻后，结合CT图像的结节体表定位装置及结节体表定位方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，包括支架和设置在所述支架上的第一水平梁，所述第一水平梁的底部沿长度方向设置有竖直向下投影出激光的第一激光投影装置，所述第一水平梁上还设置有距离显示部，所述第一水平梁上滑动设置有滑块，所述滑块上设置有发射出来的激光线与第一激光投影装置发射出来的激光线相垂直的第二激光投影装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一水平梁沿长度方向设置有第一容纳槽，所述第一容纳槽的底部设置有第一透光槽，所述第一激光投影装置包括设置在所述第一容纳槽内的第一激光线发射灯，所述滑块内设置有第二容纳槽，所述第二容纳槽的底部设置有第二透光槽，所述第二激光投影装置包括设置在所述第二容纳槽内的第二激光线发射灯。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二容纳槽的侧部设置有角度显示部，所述第二激光线发射灯转动设置在第二容纳槽内，所述第二激光线发射灯的一端设置有与所述角度显示部配合的转动调节手轮，可旋转第二激光线发射灯。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一用不透光材料制成的激光对中导向管，所述激光对中导向管的上部设置有一段十字通槽，所述激光对中导向管的下部一侧具有缺口以形成视窗部。

在本发明的一个优选实施例中，所述距离显示部为距离刻度尺，所述滑块上设置有与所述距离刻度尺对应的指示箭头。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一水平梁为电子数显卡尺，所述滑块为与电子数显卡尺匹配的移动测量头。

在本发明的一个优选实施例中，所述支架为水平可升降支架。

一种如上述任一技术方案所述的结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法，其特征在于，包括如下步骤(以右肺结节为例)：

1)、患者取平卧位插管全麻，并按潮气量鼓肺还原患者入院时CT检查状态，将所述第一水平梁置于患者体表上方，使得第一激光投影装置投射出来的激光线重合于胸骨中线，而第二激光投影装置投射出来的激光线与第一激光投影装置投射出来的激光线相垂直并形成交点，滑动滑块使得交点移位于初始位置胸骨上窝处，此时记录下CT胸骨上窝的层面数N1以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L1；

2)、滑动滑块使得交点移位于结束位置胸骨下角处，此时记录下CT胸骨下角的层面数N2以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L2；

3)、查看CT横断面图像，记录下CT横断面图像中结节所位于的层面数N3，假设对应于结节体表横断面线与第二激光投影装置投射出来的激光线重合，此时距离显示部记录下交点的距离数据L3，根据如下公式(1)：

由于L1、L2、N1、N2、N3为已知数据，可以得出距离数据L3的数值，移动滑块使得交点移位于距离显示部上的距离数据L3处，并沿第二激光投影线于体表描记此线，此线即为结节所在体表层面的横断面线；

4)、水平转动支架，使得第一激光投影装置发射出来的激光线与步骤3)中体表描记的横断面线重合，对比CT矢状面图像，滑动滑块使得此时第二激光投影装置投射出来的激光线位于初始位置胸骨中线上，此时记录下CT胸骨中线的层面数N4以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L4；

5)、滑动滑块使得交点移位于患者右侧边缘处，此时记录下CT右侧边缘的层面数N5以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L5；

6)、查看CT矢状面图像，记录下CT矢状面图像中结节所位于的层面数N6，假设对应于结节体表矢状面线与第二激光投影装置投射出来的激光线重合，此时距离显示部记录下交点的距离数据L6，根据如下公式(2)：

由于L4、L5、N4、N5、N6为已知数据，可以得出距离数据L6的数值，所以移动滑块使得交点位于距离显示部上的距离数据L6处，此时沿第二激光投影装置投射出来的激光线于体表描记，此线即为结节所在体表层面的矢状面线，可与横断面线即此时第一激光投影装置投射出来的激光线形成交点即为结节体表垂直投影点S1。

在本发明的一个优选实施例中，如果所述结节J的体表垂直投影点S1非最佳穿刺点，可于CT图像中结节所在层面上寻找最佳穿刺点S2，并在此层面上测量S1-S2距离，于体表确定此S2点，再测量此层面上S2-J与S1-J形成的夹角a，然后按角度a逆时针旋转第二激光投影装置，并滑动滑块，使得第二激光投影装置投射出来的激光线与第一激光投影装置投射出来的激光线形成的交点对准最佳穿刺点S2。

在本发明的一个优选实施例中，确定了最佳穿刺点S2之后，此时使用激光对中导向管沿此激光方向按CT测量距离S2-J进针即可完成最佳穿刺点S2的结节定位穿刺。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一内置数据处理装置，所述数据处理装置包括用以记录L1、L2、N1、N2、N3、L4、L5、N4、N5、N6等数据并结合公式(1)、公式(2)自动计算出L3、L6数据的处理模块以及用以实时显示所述数据处理模块结果的数据显示窗。

由于采用了如上的技术方案，利用本发明的装置定位无需术前在CT室局麻下多次CT引导穿刺定位，只需结合患者入院首次CT图像，于手术室内全麻后定位。减少了患者及医护人员的CT辐射损伤，减少了多次CT检查费用，避免了局麻下定位穿刺时患者恐惧、疼痛等不良体验及相关并发症的发生；且全麻定位后可取单肺呼吸模式，避免了局麻下定位后因患者咳嗽、呼吸导致定位钩移位、脱出可能。既提升了患者的舒适体验及降低了定位的相关费用，又确保了胸部结节定位的稳定性及精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结节体表定位装置一种实施例的结构示意图。

图2是图1的侧面结构示意图。

图3是图1的底面结构示意图。

图4是本发明的结节体表定位装置一种实施例的工作时的结构示意图。

图5是本发明的结节体表定位装置一种实施例的工作时的另一种结构示意图。

图6是本发明的结节体表定位装置的滑块另一种结构示意图。

图7a是本发明的结节体表定位装置的激光对中导向管的结构示意图(竖直位视角)。

图7b是本发明的结节体表定位装置的激光对中导向管的结构示意图(水平位视角)。

图7c是图7a的局部放大图。

图8是肺部结节J与其体表垂直投影点S1的结构示意图。

图9是利用本发明的定位方法定位后以S1为最佳穿刺点的一种实施例的穿刺结构示意图。

图10是肺部结节J与体表垂直投影点S1及最佳穿刺点S2之间的关系示意图。

图11是利用本发明的定位方法定位后以S2为最佳穿刺点的一种实施例的穿刺结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见图1至图7c所示的一种结合CT图像的结节体表定位装置，包括支架100和设置在支架100上的第一水平梁200，第一水平梁200的底部沿长度方向设置有竖直向下正投影出激光的第一激光投影装置300。第一水平梁200上还设置有距离显示部400，第一水平梁200上滑动设置有滑块500，滑块500上设置有发射出来的激光线X与第一激光投影装置300发射出来的激光线Y相垂直的第二激光投影装置600。

本实施例中，距离显示部400为距离刻度尺，滑块500上设置有与距离刻度尺对应的指示箭头501。当然，第一水平梁200也可以为电子数显卡尺，在市面上即可购买，其结构为现有技术的公知常识距离显示部为电子数显卡尺上的显示视窗，滑块为与电子数显卡尺匹配的移动测量头，移动测量头移动的距离可通过电子数显卡尺上的显示视窗获取。

第一水平梁200沿长度方向设置有第一容纳槽210，第一容纳槽210的底部设置有第一透光槽211，第一激光投影装置300包括设置在第一容纳槽210内的第一激光线发射灯。滑块500内设置有第二容纳槽510，第二容纳槽510的底部设置有第二透光槽511，第二激光投影装置600包括设置在第二容纳槽510内的第二激光线发射灯。为了使得第二激光投影装置600的激光发射角度可以调整，第二激光线发射灯转动设置在第二容纳槽510内，第二容纳槽510的侧部设置有角度显示部512，第二激光线发射灯的一端设置有与角度显示部512配合的转动调节手轮513，可旋转第二激光线发射灯。

为了方便在体表定位后沿激光投射方向穿刺，本发明还包括一用不透光材料制成的激光对中导向管700，激光对中导向管700的顶端设置有一段十字通槽710，激光对中导向管700的下部一侧具有缺口以形成视窗部720，当相互垂直的激光线分别对准十字通槽710，激光线才能穿过通槽在底端形成交点0，通过视窗部720可观测到。。

本发明还包括一种定位方法，该定位方法基于上述的结合CT图像的结节体表定位装置的基础上完成(以右肺结节为例)，包括如下步骤：

1)、患者取平卧位全麻，并按潮气量鼓肺还原入院CT检查时状态，对比CT横断面图像，将第一水平梁200置于患者1体表上方，使得第一激光投影装置300投射出来的激光线Y重合于胸骨中线，而第二激光投影装置600投射出来的激光线X与第一激光投影装置300投射出来的激光线Y相垂直并形成交点0，滑动滑块500使得交点0移位于初始位置胸骨上窝处(体表解剖标志，可触及)，此时记录下CT胸骨上窝的层面数N1以及通过距离显示部400记录下交点0的距离数据L1；

2)、滑动滑块500使得交点0移位于结束位置胸骨下角处(体表解剖标志，可触及)，此时记录下CT胸骨下角的层面数N2以及通过距离显示部400记录下交点0的距离数据L2；

3)、查看CT横断面图像，记录下CT横断面图像中结节所位于的层面数N3，假设对应于结节体表横断面线与第二激光投影装置投射出来的激光线X重合，此时距离显示部400记录下交点0的距离数据L3，根据如下公式(1)：

由于L1、L2、N1、N2、N3为已知数据，可以得出距离数据L3的数值，所以移动滑块500使得指示箭头501移位于距离显示部400上的距离数据L3处，此时滑块500投射的X线即为结节的体表横断面线，可沿此X线于体表描记；

4)、水平转动支架100，使得第一激光投影装置300发射出来的激光线Y与步骤3)中体表描记的横断面线重合，对比CT矢状面图像，滑动滑块500使得此时第二激光投影装置600投射出来的激光线X位于初始位置胸骨中线上，此时记录下CT胸骨中线的层面数N4以及通过距离显示部400记录下交点0的距离数据L4；

5)、滑动滑块500使得交点移位于患者右侧边缘处，此时记录下CT右侧边缘的层面数N5以及通过距离显示部400记录下交点0的距离数据L5；

6)、查看CT矢状面图像，记录下CT矢状面图像中结节所位于的层面数N6，假设对应于结节体表矢状面线与第二激光投影装置600投射出来的激光线X重合，此时距离显示部400记录下交点0的距离数据L6，根据如下公式(2)：

由于L4、L5、N4、N5、N6为已知数据，可以得出距离数据L6的数值，所以移动滑块500使得指示箭头501位于距离显示部400上的距离数据L6处，此时滑块500投射的X线即为结节的体表矢状面线，此矢状面线与步骤3中的横断面线即此时第一激光投影装置300投射出来的激光线Y形成的交点0，即为结节的体表垂直投影点S1。

结合实例数据进一步说明上述的定位方法，层面数N1＝38，距离数据L1＝100mm，层面数N2＝188，距离数据L2＝250mm，层面数N3＝80，则根据公式(1)可算出L3为142mm，只需要移动滑块500使得交点0位于距离显示部400上的距离数据L3＝142mm处，此时的第二激光投影装置投射出来的激光线X即为结节体表投影的横断面线。而层面数N4＝31，距离数据L4＝100mm，层面数N5＝1，距离数据L5＝130mm，层面数N6＝13，则根据公式(2)可算出L6为112mm，只需要移动滑块500使得交点0位于距离显示部400上的距离数据L6＝112mm处，此时的第二激光投影装置投射出来的激光线X即为结节体表投影矢状面线，横断面线与矢状面线的交点，即为结节体表垂直投影点S1。

为了使得本发明更加方便使用，本发明还可以包括一数据处理装置，数据处理装置包括用以记录L1、L2、N1、N2、N3、L4、L5、N4、N5、N6等数据并结合公式(1)、公式(2)计算出L3、L6的数据处理模块以及用以显示数据处理模块的处理结果的数据显示器。所以当数据处理装置设置好初始数据后，移动滑块可于数据显示窗实时显示对应层面，当显示为N3或N6层面时，投影线即为结节的冠状面线或矢状面线，使装置使用更加智能方便。

结合图8所示，在完成了结节体表垂直投影点定位步骤后，如果S1为合适的穿刺点，即可根据CT图像测算出结节J到S1之间的距离S1-J。

结合图9所示，在完成了结节体表投影点定位步骤后，如果结节体表垂直投影点S1为合适的穿刺点，可将激光对中导向管700的底部中央固定在结节体表投影点S1上，然后调整激光对中导向管700的顶端，当第二激光投影装置600投射出来的激光线X与第一激光投影装置300投射出来的激光线Y通过十字通槽710在700的底部形成交点0，说明激光对中导向管700为垂直状态，然后穿刺针在激光对中导向管700的槽内滑行向下进针，可保证绝对垂直，并按先前测得的距离S1-J为深度进针，提高进针精度。

结合图10所示，在完成了结节体表投影点定位步骤后，如果结节体表垂直投影点S1不是合适的穿刺点(例如s1为肋骨遮挡或者s1与j的距离太远等)，即可根据结节J所在CT层面图像找到最佳穿刺点S2，并于图像中测量出结节体表垂直投影点S1与最佳穿刺点S2之间的距离S1-S2，并沿横断面线以此距离于体表描记出S2点；于CT图像中测得S2到结节J之间的距离S2-J以及偏转角度a，然后利用转动调节手轮513，使得第二激光投影装置600逆时针转动对应的角度a，然后移动滑块500，使得第二激光投影装置600投射出来的激光线X与第一激光投影装置300投射出来的激光线Y形成交点0对准最佳穿刺点S2。

结合图11所示，在完成了最佳穿刺点S2定位步骤后，将激光对中导向管700的底部中央固定在最佳穿刺点S2上，然后调整激光对中导向管700顶端，当第二激光投影装置600投射出来的激光线X与第一激光投影装置300投射出来的激光线Y通过十字通槽710在激光对中导向管700的底部形成交点0，说明对中导向管的方向与调整角度后的激光线相吻合，然后穿刺针在激光对中导向管700的槽内滑行向下进针，并按先前测得的S2-J为进针深度进针，从而提高进针精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，包括支架和设置在所述支架上的第一水平梁，所述第一水平梁的底部沿长度方向设置有竖直向下投影出激光的第一激光投影装置，所述第一水平梁上还设置有距离显示部，所述第一水平梁上滑动设置有滑块，所述滑块上设置有发射出来的激光线与第一激光投影装置发射出来的激光线相垂直的第二激光投影装置。

2.如权利要求1所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，所述第一水平梁沿长度方向设置有第一容纳槽，所述第一容纳槽的底部设置有第一透光槽，所述第一激光投影装置包括设置在所述第一容纳槽内的第一激光线发射灯，所述滑块内设置有第二容纳槽，所述第二容纳槽的底部设置有第二透光槽，所述第二激光投影装置包括设置在所述第二容纳槽内的第二激光线发射灯。

3.如权利要求2所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，所述第二容纳槽的侧部设置有角度显示部，所述第二激光线发射灯转动设置在第二容纳槽内，所述第二激光线发射灯的一端设置有与所述角度显示部配合的转动调节手轮，可旋转第二激光线发射灯。

4.如权利要求3所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，还包括一用不透光材料制成的激光对中导向管，所述激光对中导向管的上部设置有十字通槽，所述激光对中导向管的下部一侧具有缺口以形成视窗部。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，所述距离显示部为距离刻度尺，所述滑块上设置有与所述距离刻度尺对应的指示箭头。

6.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置，其特征在于，所述第一水平梁为电子数显卡尺，所述滑块为与电子数显卡尺匹配的移动测量头。

7.一种如权利要求1至6任一权利要求所述的结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、患者取平卧位插管全麻，并按潮气量鼓肺还原患者入院时CT检查状态，将所述第一水平梁置于患者体表上方，使得第一激光投影装置投射出来的激光线重合于胸骨中线，而第二激光投影装置投射出来的激光线与第一激光投影装置投射出来的激光线相垂直并形成交点，滑动滑块使得交点移位于初始位置胸骨上窝处，此时记录下CT胸骨上窝的层面数N1以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L1；

2)、滑动滑块使得交点移位于结束位置胸骨下角处，此时记录下CT胸骨下角的层面数N2以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L2；

3)、查看CT横断面图像，记录下CT横断面图像中结节所位于的层面数N3，假设对应于结节体表横断面线与第二激光投影装置投射出来的激光线重合，此时距离显示部记录下交点的距离数据L3，根据如下公式(1)：

由于L1、L2、N1、N2、N3为已知数据，可以得出距离数据L3的数值，移动滑块使得交点移位于距离显示部上的距离数据L3处，并沿第二激光投影线于体表描记此线，此线即为结节所在的体表层面的横断面线；

4)、水平转动支架，使得第一激光投影装置发射出来的激光线与步骤3)中的体表描记的横断面线重合，对比CT矢状面图像，滑动滑块使得此时第二激光投影装置投射出来的激光线位于初始位置胸骨中线上，此时记录下CT胸骨中线的层面数N4以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L4；

5)、滑动滑块使得交点移位于患者右侧边缘处，此时记录下CT右侧边缘的层面数N5以及通过距离显示部记录下交点的距离数据L5；

6)、查看CT矢状面图像，记录下CT矢状面图像中结节所位于的层面数N6，假设对应于结节体表矢状面线与第二激光投影装置投射出来的激光线重合，此时距离显示部记录下交点的距离数据L6，根据如下公式(2)：

由于L4、L5、N4、N5、N6为已知数据，可以得出距离数据L6的数值，所以移动滑块使得交点位于距离显示部上的距离数据L6处，此时沿第二激光投影装置投射出来的激光线于体表描记，此线即为结节所在体表层面的矢状面线，可与横断面线即此时第一激光投影装置投射出来的激光线形成的交点即为结节体表垂直投影点S1。

8.如权利要求7所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法，其特征在于，如果所述结节体表垂直投影点S1非最佳穿刺点，可于结节所在CT层面图像中寻找最佳穿刺点S2，并在此层面图像上测量S1-S2距离，于体表确定此S2点，再测量此层面上S2-J与S1-J形成的夹角a，然后按角度a逆时针旋转第二激光投影装置，并滑动滑块，使得第二激光投影装置投射出来的激光线与第一激光投影装置投射出来的激光线形成的交点对准最佳穿刺点S2。

9.如权利要求8所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法，其特征在于，确定了最佳穿刺点S2之后，此时使用激光对中导向管沿此激光方向按CT测量距离S2-J进针即可完成任意穿刺点S2的结节穿刺定位。

10.如权利要求7所述的一种结合CT图像的结节体表定位装置的定位方法，其特征在于，还包括一数据处理装置，所述数据处理装置包括用以记录L1、L2、N1、N2、N3、L4、L5、N4、N5、N6等数据并结合公式(1)、公式(2)计算出L3、L6的数据处理模块以及用以显示所述数据处理模块的处理结果的数据显示窗。