CN111281538A - 一种干细胞定向输注导航系统 - Google Patents

一种干细胞定向输注导航系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111281538A
CN111281538A CN201811490204.2A CN201811490204A CN111281538A CN 111281538 A CN111281538 A CN 111281538A CN 201811490204 A CN201811490204 A CN 201811490204A CN 111281538 A CN111281538 A CN 111281538A
Authority
CN
China
Prior art keywords
infusion
navigation
stem cells
directional
navigation system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811490204.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杜新莹
刘勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Aikesuo Medical Robot Co ltd
Original Assignee
Anhui Aikesuo Medical Robot Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Aikesuo Medical Robot Co ltd filed Critical Anhui Aikesuo Medical Robot Co ltd
Priority to CN201811490204.2A priority Critical patent/CN111281538A/zh
Publication of CN111281538A publication Critical patent/CN111281538A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
    • A61B17/3403—Needle locating or guiding means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2063—Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

为实现干细胞立体定向精准输注，发挥干细胞最大的作用。本发明提供了一种干细胞定向输注导航系统，该系统包括术前数据模块，影像系统，导航控制系统，光学跟踪系统，机器人定位系统；其中，导航系统可以将医学影像资料处理成2D和虚拟3D图像，光学跟踪系统可以追踪带有标记的医疗器械，机器人定位系统可以辅助进行手术位置导航。该系统可辅助干细胞在脑部，躯干，四肢，人体软组织器官等部位的定向精准输注。

Description

一种干细胞定向输注导航系统
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种用于干细胞定向输注的导航系统。
背景技术
干细胞是机体内一类具自我增殖能力和多向分化潜能的细胞。按其来源可分为胚胎干细胞、脐血干细胞和成体干细胞。其中，成体干细胞包括脂肪干细胞、骨髓间充质干细胞、造血干细胞及内皮祖细胞等。干细胞不仅具有强大的自我更新能力和多向分化潜能，还具有无限的增殖能力，且来源丰富(源于自体骨髓、脂肪组织等)，易于获取，目前已成为医学研究的热点。
近年来，干细胞工程在医学中的应用已取得重大进展，目前已有100多种疾病的临床研究采用了干细胞。全球已有十多种干细胞药物上市，适应症包括膝关节软骨缺损、移植物抗宿主病、克罗恩病、急性心梗、遗传性或获得性造血系统疾病、退行性关节炎、赫尔勒综合征、中度至重度角膜缘干细胞缺乏症、血栓闭塞性动脉炎。全球正在开展的干细胞临床试验超过6000多项，未来将有更多的适应症受益。
干细胞给药的方式主要六种途径：介入途径、局部种植、静脉途径、腰穿途径、头部立体定向颅内干细胞移植、CT 引导下脊髓内干细胞移植。其中，对于患病部位立体定向精准给药有助于干细胞发挥最大的作用。
发明内容
为了发挥干细胞作用最大化，本法明中提出了一种干细胞定向输注导航系统。本发明技术内容包括术前数据模块，影像系统，导航控制系统，光学跟踪系统，机器人定位系统；其中，术前数据模块包括患者的临床检查数据，如各项生理检查数据，影像数据等；影像系统用于确定输注部位，导航系统可以将医学影像资料处理成2D和虚拟3D图像，光学跟踪系统可以追踪带有标记的医疗器械，机器人定位系统可以辅助进行手术位置导航。
进一步的，导航控制系统可以对术前医学影像资料进行处理，构建2D和虚拟3D图像，辅助操作者进行手术前规划、手术模拟，并且在输注过程中提供术中实时导航。
进一步的，影像系统包含超声影像系统的超声探头、外部内窥镜装置、超声影像装置、X射线装置、磁共振成像装置、正电子发射断层扫描装置中的一种或多种；在使用过程中根据输注部位可分为硬组织和软组织，软组织可以使用超声，硬组织可以使用射线装置，或者多种影像数据想结合使用。
进一步的，医疗器械通过加载2～6个反光球组成特定的几何结构如，Y型、三角形、菱形、多边形等标记不同形态的医疗器械。
进一步的，医疗器械包括钻头、克氏针、消融探针、穿刺针、注射器，给药导管等。
进一步的，可以通过光学标记，实时追踪医疗器械进入的深度和角度等位姿变化，为操作者提供可视化图像。
进一步的，干细胞定向输注的导航系统，可以辅助在干细胞定向输注，如脑部，躯干，四肢，人体软组织器官等部位，实现定向精准输注。
系统操作步骤：
第一步，将患者术前检查影像资料如B超，X光片等资料导入导航控制系统后，经过处理系统软件，行成2D和虚拟3D图像。
第二步，把Y型反光球固定在注射器上，通过光学跟踪系统，标记注射器的空间坐标；结合影像系统，确定输注部位的空间坐标。（如使用其他医疗器械也可以选择不同类型反光球结构进行标记）。
第三步，操作者可以在系统软件中提前规划干细胞输注路径，如进针点，输入路径等信息。
第四步，操作者可以在系统软件上模拟手术过程，方面操作者熟悉输注流程。
第五步，开始进行输注操作，机器人定位系统运动到软件规划路径的进针点，将注射器插入，软件操作界面会实时出现注射器插入的角度和深度的位姿变化，当达到预定深度，开始推注操作。
第六步，干细胞全部推入后，取出注射器，输注完成。
附图说明
图1.干细胞定向输注导航系统流程图
具体实施示例
下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的的实施方式不限于此。
导航系统辅助进行肝部干细胞输注的手术过程。
第一步, B超拍摄患者肝部影响资料。
第二步，将影像资料传输到导航软件中，经过软件处理可以看到2D和虚拟3D图像，操作者可以在软件上进行术前的规划，手术隧道入口和出口，进行手术模拟。
第三步，用Y型反光球标记注射器，用导航软件指挥机器人定位系统的机械臂运动到手术隧道入口处，注射器按照导航方向插入，开始手术，并且通过标记点可以将术中注射器角度和方向等位姿信息实时显示在操作界面，利于操作者开展输注。

Claims (7)

1.一种干细胞定向输注的导航系统，其特征在于，包括术前数据模块，影像系统，导航控制系统，光学跟踪系统，机器人定位系统；
其中，术前数据模块包括患者的临床检查数据，如各项生理检查数据，影像数据等；影像系统用于确定输注部位，导航系统可以将医学影像资料处理成2D和虚拟3D图像，光学跟踪系统可以追踪带有标记的医疗器械，机器人定位系统可以辅助进行手术位置导航。
2.如权利要求1所述的一种干细胞定向输注的导航系统，其特征在于导航控制系统可以对术前医学影像资料进行处理，构建2D和虚拟3D图像，辅助操作者进行手术前规划、手术模拟，并且在输注过程中提供术中实时导航。
3.如权利要求1所述的一种干细胞定向输注的导航系统，其特征在于影像系统包含超声影像系统的超声探头、外部内窥镜装置、超声影像装置、X射线装置、磁共振成像装置、正电子发射断层扫描装置中的一种或多种；在使用过程中根据输注位置，可分为硬组织和软组织，软组织可以使用超声，硬组织可以使用射线装置，或者多种影像数据结合使用。
4.如权利要求1所述的一种干细胞定向输注的导航系统，其特征在于医疗器械通过加载2～6个反光球组成特定的几何结构如，Y型、三角形、菱形、多边形等标记不同形态的医疗器械。
5.如权利要求4所述的带标记的医疗器械包括钻头、克氏针、消融探针、穿刺针、注射器，给药导管等。
6.如权利要求2所述的带标记的一种干细胞定向输注的导航系统，可以通过光学标记，实时追踪医疗器械进入的深度和角度等位姿变化，为操作者提供可视化图像。
7.如权利要求1所述的一种干细胞定向输注的导航系统，可以辅助在干细胞定向输注，如脑部，躯干，四肢，人体软组织器官等部位，实现定向精准输注。
CN201811490204.2A 2018-12-06 2018-12-06 一种干细胞定向输注导航系统 Pending CN111281538A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811490204.2A CN111281538A (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种干细胞定向输注导航系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811490204.2A CN111281538A (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种干细胞定向输注导航系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111281538A true CN111281538A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71023020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811490204.2A Pending CN111281538A (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种干细胞定向输注导航系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111281538A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090082784A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Interventional medical system
CN101697869A (zh) * 2009-10-19 2010-04-28 沈国芳 手术导航用固定支架
CN102319116A (zh) * 2011-05-26 2012-01-18 上海交通大学 利用手术器械机械结构提升器械三维定位精度的方法
CN102727232A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 上海优益基医疗器械有限公司 外科手术导航系统定位精度检测装置及方法
CN104127244A (zh) * 2014-08-13 2014-11-05 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 一种被动式红外线反光小球及其使用方法
CN104287886A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 上海交通大学医学院附属第九人民医院 用于光学导航系统的眼眶外科柔性工具尖端的定位装置
CN106890025A (zh) * 2017-03-03 2017-06-27 浙江大学 一种微创手术导航系统和导航方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090082784A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Interventional medical system
CN101697869A (zh) * 2009-10-19 2010-04-28 沈国芳 手术导航用固定支架
CN102727232A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 上海优益基医疗器械有限公司 外科手术导航系统定位精度检测装置及方法
CN102319116A (zh) * 2011-05-26 2012-01-18 上海交通大学 利用手术器械机械结构提升器械三维定位精度的方法
CN104127244A (zh) * 2014-08-13 2014-11-05 苏州迪凯尔医疗科技有限公司 一种被动式红外线反光小球及其使用方法
CN104287886A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 上海交通大学医学院附属第九人民医院 用于光学导航系统的眼眶外科柔性工具尖端的定位装置
CN106890025A (zh) * 2017-03-03 2017-06-27 浙江大学 一种微创手术导航系统和导航方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11464578B2 (en) Systems, methods, apparatuses, and computer-readable media for image management in image-guided medical procedures
US20210315532A1 (en) Target site selection, entry and update with automatic remote image annotation
US6678546B2 (en) Medical instrument guidance using stereo radiolocation
CN103040525B (zh) 一种多模医学影像手术导航方法及系统
Galloway Jr The process and development of image-guided procedures
EP3097885B1 (en) Method and apparatus for registering a physical space to image space
Smith et al. The NeurostationTM—a highly accurate, minimally invasive solution to frameless stereotactic neurosurgery
Mösges et al. A new imaging method for intraoperative therapy control in skull-base surgery
BR112020022649A2 (pt) sistema de orientação de navegação holográfica 3d ao vivo para realizar procedimento de intervenção
CN114711969A (zh) 一种手术机器人系统及其使用方法
EP1795142A1 (en) Medical tracking system using a gamma camera
US20140078138A1 (en) Apparatus and methods for localization and relative positioning of a surgical instrument
JP2012528649A (ja) 統合された生検及び治療のためのシステム及び方法
Caversaccio et al. Computer assistance for intraoperative navigation in ENT surgery
CN103479430A (zh) 一种影像引导介入手术导航系统
Reinhardt et al. Computer aided surgery with special focus on neuronavigation
Reinhardt et al. Computer assisted brain surgery for small lesions in the central sensorimotor region
Yaniv et al. Applications of augmented reality in the operating room
Widmann et al. Accuracy and clinical use of a novel aiming device for frameless stereotactic brain biopsy
Hirschberg et al. Incorporation of ultrasonic imaging in an optically coupled frameless stereotactic system
CN111281538A (zh) 一种干细胞定向输注导航系统
Mitchell et al. Image-guided surgery and emerging molecular imaging: advances to complement minimally invasive surgery
Duan et al. Modelling and Experiment Based on a Navigation System for a Cranio‐Maxillofacial Surgical Robot
Fried et al. Computer-augmented endoscopic sinus surgery
Vijayalakshmi Image-guided surgery through internet of things

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200616