CN114191050A - 穿刺辅助定位装置及方法、扫描设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿刺辅助定位装置及方法、扫描设备，涉及医疗影像技术领域，主要目的是提高穿刺精度以及穿刺手术效率。本发明的主要技术方案为：该穿刺辅助定位装置包括进针点指示部，用于在穿刺部位的表面形成进针点；进针方向点指示部，用于在进针方向上形成进针方向点，进针点和进针方向点的连线方向构成所述进针方向；定位基准部，与进针点指示部和进针方向点指示部的相对位置固定，用于定位所述穿刺部位的实际位置；控制部，与进针点指示部和进针方向点指示部连接，用于根据定位基准部定位的穿刺部位的实际位置，调整进针点指示部和进针方向点指示部，以在进针方向上形成进针点和进针方向点。

Description

穿刺辅助定位装置及方法、扫描设备

技术领域

本发明涉及医疗影像技术领域，具体而言，涉及一种穿刺辅助定位装置及方法、扫描设备。

背景技术

利用光子技术电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)扫描图像引导进行穿刺检查或者穿刺手术是一种比较常见的用法。

目前，CT引导穿刺通常由医生手工操作，首先在病灶区域覆盖引导用的带金属线的网布，用CT连同网布一起对目标病灶区域做扫描，并在图像内以网布的金属线为参照确定患者身体内病灶与体表可见处的位置关系然后规划穿刺进针路径，路径规划需要避开骨头、怕针扎的神经等敏感组织或则器官。然后医生按照规划的路径，以金属网为参照找到规划的进针点，然后把针摆放到需要的角度开始进针并完成穿刺。在此过程中，医生手工操作的穿刺过程比较依赖医生的经验，操作医生需要对穿刺进针位置、进针角度和进针深度进行控制，其中，进针位置和进针角度从图像上规划的位置和角度对应到人体上的实际位置和实际角度均需要医生有很好的空间想象力才能作准。

对于业务不熟悉的医生来说会出现进针偏差，降低了穿刺精度；而且，穿刺过程通常需要分步进针，每步之间需要扫描图像检查进针情况，由于CT扫描孔内空间比较狭小而不便于医生确定进针的实际位置和实际角度，需要在扫描完图像后进行退床，把患者移出扫描孔，进行操作完成进针，进针完成后再进床扫描，以此循环，对于业务不熟悉的医生来说会出现反复退床进床操作以修正进针偏差，降低了穿刺手术效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种穿刺辅助定位装置及方法、扫描设备，主要目的是提高穿刺精度以及穿刺手术效率。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种穿刺辅助定位装置，包括：

进针点指示部，用于在穿刺部位的表面形成进针点；

进针方向点指示部，用于在所述进针方向上形成进针方向点，所述进针点和所述进针方向点的连线方向构成所述进针方向；

定位基准部，与所述进针点指示部和进针方向点指示部的相对位置固定，用于定位所述穿刺部位的实际位置；

控制部，与所述进针点指示部和所述进针方向点指示部连接，用于根据所述定位基准部定位的所述穿刺部位的实际位置，调整所述进针点指示部和所述进针方向点指示部，以在进针方向上形成所述进针点和所述进针方向点。

进一步地，所述进针方向点指示部和所述进针点指示部均包括形成指示线的指示单元，其中，所述进针方向点指示部包括两个所述指示单元，两个所述指示单元的指示线相交形成所述进针方向点。

进一步地，所述指示单元包括相连接的运动部和指示线形成部；

所述指示线形成部用于形成所述指示线；

所述运动部用于带动所述指示线形成部运动；

所述运动部与所述控制部连接，所述控制部用于控制所述运动部运动，以调整所述指示线的方向。

进一步地，所述指示线形成部包括激光器，所述激光器发出的激光线形成所述指示线；

或者，

所述指示线形成部包括棒体，所述棒体形成所述指示线。

进一步地，所述进针点指示部的指示单元位于所述进针方向点指示部的两个所述指示单元之间。

进一步地，所述运动部包括分别与所述控制部连接的第一执行器和第二执行器；

所述第一执行器与第二执行器的转轴连接，所述第一执行器的转轴轴线与所述第二执行器的转轴轴线相交；

所述指示线形成部设置于所述第一执行器的转轴上，所述指示线形成部形成的指示线与所述第一执行器的转轴轴线相交。

进一步地，所述的穿刺辅助定位装置还包括：

支架，所述支架包括弧形本体和用于连接所述弧形本体和扫描床的连接件，所述弧形本体包括固定所述进针点指标部和所述进针方向点指示部的安装面，所述连接件包括凸出所述安装面的延伸部，所述延伸部、所述进针点指示部和所述进针方向点指示部位于所述安装面的同一侧，所述定位基准部设置于所述延伸部上；

所述延伸部设置于所述弧形本体的端部；和/或，所述延伸部向所述弧形本体的中部延伸设置，所述定位基准部位于所述延伸部的所述中部延伸位置。

进一步地，所述安装面上设置有沿所述弧形本体的弧形轨迹间隔排布的多个安装孔；所述进针点指标部和所述进针方向点指示部分别对应地安装于任意至少两个所述安装孔中；或者，

所述安装面上设置有沿所述弧形本体的弧形轨迹延伸的轨道，所述进针点指标部和所述进针方向点指示部分别与所述轨道滑动连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种扫描设备，包括扫描床和前述的穿刺辅助定位装置，所述穿刺辅助定位装置设置于所述扫描床上。

第三方面，本发明实施例还提供了一种引导穿刺辅助定位方法，所述方法包括：

获取扫描图像中定位基准部，根据所述定位基准部获取穿刺部位的实际位置；

基于所述穿刺部位的实际位置确定进针方向；

基于所述进针方向，控制进针点指示部和进针方向点指示部动作，以使所述进针点指示部形成在所述进针方向上的进针点，和所述进针方向点指示部形成在所述进针方向上的进针方向点。

借由上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的技术方案中，穿刺辅助定位装置可以设置在CT扫描床的床板上或患者身体上，该装置包括进针点指示部、进针方向点指示部、定位基准部和控制部，其中，进针点指示部和进针方向点指示部用于在穿刺部位的表面形成进针点以及在进针方向上形成进针方向点，定位基准部和进针点指示部、进针方向点指示部的相对位置固定，而控制部可以根据定位基准部的实际位置和CT扫描图像上定位基准部的图像位置、以及预设进针路径上的进针点和进针方向点的图像位置，来确定进针点的实际位置和进针方向点的实际位置，从而基于进针点的实际位置和进针方向点的实际位置，调整进针点指示部、进针方向点指示部，以实现在进针点的实际位置形成进针点，以及在进针方向点的实际位置形成进针方向点，医生开始穿刺时，可以确保穿刺针的针尖位于进针指示点，针管经过进针方向指示点，再进行穿刺，即可实现沿预设进针路径进行穿刺，从而实现了为医生提供穿刺进针点和进针方向的指示，降低了对医生操作技能的要求，提高了穿刺精度；同时，在分步进针过程中，医生可以按照穿刺进针点和进针方向的指示在CT扫描孔内方便地确定进针点和进针方向而进行穿刺，无需反复进行退床和进床操作，提高了穿刺手术效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种CT扫描设备的结构示意图；

图2为图1中K处的放大结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种穿刺辅助定位装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种CT扫描图像中规划预设进针路径的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种CT扫描图像中规划预设进针路径的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种穿刺辅助定位装置对穿刺针的穿刺进针进行辅助定位的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种穿刺辅助定位装置对穿刺针的穿刺进针进行辅助定位的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种穿刺辅助定位装置中指示部的运动部的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种穿刺辅助定位装置中指示部的运动部的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种穿刺辅助定位装置对穿刺针的穿刺进针进行辅助定位的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种引导穿刺辅助定位方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供了一种穿刺辅助定位装置，可以设置在CT扫描设备的扫描床200上或患者400身体上，患者躺在CT扫描床200上，该装置包括进针点指示部，用于在穿刺部位的表面形成进针点A；其中，穿刺部位的表面可以为患者身体上邻近病灶位置G的皮肤表面；进针方向点指示部，用于在进针方向上形成进针方向点B，进针点A和进针方向点B的连线方向构成进针方向；定位基准部2，与进针点指示部和进针方向点指示部的相对位置固定，用于定位穿刺部位的实际位置，即用于定位病灶位置G以便沿进针方向进行穿刺；控制部，与进针点指示部和进针方向点指示部连接，用于根据定位基准部2定位的穿刺部位的实际位置，调整进针点指示部和进针方向点指示部，以在进针方向上形成进针点和进针方向点。

本发明实施例中，可以在CT扫描图像中根据病灶位置G和周围组织结构预先规划出预设进针路径3即进针方向，具体地，可以基于神经网络的图像识别或人工标记等方式相对于病灶位置G规划出进针点A，而病灶位置G和进针点A的连线即为预设进针路径3，进针方向点B位于预设进针路径3的延长线上。

本发明实施例中,对于同一个病灶位置G来说，定位基准部2与进针点指示部和进针方向点指示部的相对位置固定。在对病灶位置进行CT扫描时，定位基准部2可以在CT扫描图像中识别出来，即CT扫描图像中可以同时看到人体表面、病灶位置G和定位基准部2，这时可以依据定位基准部2的实际位置和CT扫描图像中定位基准部2的图像位置建立统一的位置坐标系，以实现根据定位基准部2的实际位置以及CT扫描图像上定位基准部2的图像位置、预设进针路径3上的进针点A的图像位置和预设进针路径3延长线上的进针方向点B的图像位置，确定出进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，然后基于确定出的进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，调整进针点指示部和进针方向点指示部，以在进针方向上即在预设进针路径3上形成位于进针点A的实际位置处的进针点A，以及形成位于进针点B的实际位置处的进针方向点B。可参见图4和图6，其中，进针点A的实际位置位于患者体表，进针点指示部在患者体表形成进针点A，进针方向点B的实际位置位于患者体表附近，进针方向点指示部在患者体表附近形成进针方向点B。医生开始穿刺时，只要确保穿刺针100的针尖位于进针点A，穿刺针100的针管经过进针方向点B，再进行穿刺，即可实现沿预设进针路径3进行穿刺。

需要说明的是，为了确保穿刺针100能够沿预设进针路径3进行穿刺，应保证CT扫描图像中预设进针路径3延长线上的进针方向点B与患者体表之间具有一定的距离，从而保证进针方向点B能够与患者体表之间具有一定距离，进而使得穿刺针100的针尖位于进针点A时，穿刺针100的针管能够经过进针方向点B，且不会出现误差，进而确保穿刺针100沿预设进针路径3进行穿刺。具体地，进针方向点B与患者体表之间的距离可以为100mm。

本发明实施例提供的穿刺辅助定位装置，包括进针点指示部、进针方向点指示部、定位基准部2和控制部，其中，进针点指示部和进针方向点指示部用于在穿刺部位的表面形成进针点以及在进针方向上形成进针方向点，定位基准部2和进针点指示部、进针方向点指示部的相对位置固定，而控制部可以根据定位基准部2的实际位置和CT扫描图像上定位基准部2的图像位置、以及预设进针路径3上的进针点A和进针方向点B的图像位置，来确定进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，从而基于进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，调整进针点指示部、进针方向点指示部，以实现在A的实际位置形成进针点A，以及在进针方向点B的实际位置形成进针方向点B，医生开始穿刺时，可以确保穿刺针100的针尖位于进针点A，针管经过进针方向点B，再进行穿刺，即可实现沿预设进针路径3进行穿刺，从而实现了为医生提供穿刺进针点和进针方向的指示，降低了对医生操作技能的要求，提高了穿刺精度；同时，在分步进针过程中，医生可以按照穿刺进针点A和进针方向点B的指示在CT扫描孔内方便地确定进针点和进针方向而进行穿刺，无需反复进行退床和进床操作，提高了穿刺手术效率。

需要说明的是，在医生手工进针一定距离后，进行CT扫描，并在CT扫描图像上检查进针结果，若实际进针路径与预设进针路径3无偏差，则继续进针，若因患者相对于扫描床床板运动等因素而导致实际进针路径与预设进针路径3存在偏差，可以依据偏差情况，重新确定CT扫描图像中的预设进针路径3，从而在新的预设进针路径3的延长线上确定新的进针方向点B，进而根据新的进针方向点B，确定新的进针方向点B的实际位置，并调整进针点指示部和进针方向点指示部在新的进针方向点B的实际位置形成新的进针方向点B，医生可以按照新的进针方向点B继续进针，依次循环，直至穿刺结束。

在一可选的实施例中，进针方向点指示部和进针点指示部均包括形成指示线14的指示单元1，其中，进针方向点指示部包括两个指示单元1，两个指示单元1的指示线14相交形成进针方向点B。

上述实施例中，控制部可以调整进针指示部的指示单元1形成的指示线14的指示方向，以使得进针点指示部的指示线14指向A的实际位置形成进针点A，进针方向点指示部的两条指示线14在B的实际位置相交形成进针方向点B，使用更方便。

在一可选的实施例中，指示单元1可以包括相连接的运动部11和指示线形成部；指示线形成部用于形成指示线14；运动部11用于带动指示线形成部运动，使得指示线14能够指向空间的目标位置；运动部11与控制部连接，控制部用于控制运动部11运动，以调整指示线14的指示方向，结构简单，使用可靠。

其中，指示线形成部的结构形式可以有多种，只要能够形成指示线14以指向患者体表形成进针点A或者相交形成进针方向点B即可。

在一可选的实施例中，参见图3和图6，指示线形成部可以包括激光器12，激光器12发出的激光线形成指示线14。由于激光线不占用实际空间，利用激光线指向患者体表并在患者体表形成进针点A以及在患者体表附近交叉形成进针方向点B，使用更方便。

需要说明的是，医生开始穿刺时，穿刺针100的针尖位于进针点A，针管经过进针方向点B，此处的“针管经过进针方向点B”可以理解为，穿刺针100的轴线落在进针方向点B上，即看到两条激光线分别打到穿刺针100针管的外表直径的中心上，从而确保穿刺针100的进针方向与预设进针路径3一致。此外，为了便于区分，形成进针点A和进针方向点B的三个激光器12发出的激光线的颜色可以不同，例如可选用为红色激光线形成进针点A，选用蓝色和绿色激光线交差形成进针方向点B。

在一可选的实施例中，参见图3，形成进针方向点B的两个激光器12的激光线在进针方向点B的实际位置垂直相交，以使得两个激光线形成的交点更容易界定，点位更加清晰，以便于医生观察操作。

在一可选的实施例中，指示线形成部可以包括棒体，棒体形成指示线14。

具体地，参见图7，进针点指示部的指示单元1的指示线形成部可以包括激光器12，激光器12发出的激光线形成指示线14，用于形成进针点A；进针方向点指示部的两个指示单元1的指示线形成部均可以包括棒体13,该棒体13可以为直线金属棒，该棒体13形成指示线14，用于相交形成进针方向点B。

上述实施例中，利用激光器12发出的激光线指向患者体表形成进针点A，以及利用两个棒体13相交形成进针方向点B，同样可以实现为医生提供穿刺进针点和进针方向的指示，且结构简单，使用可靠。其中，由于进针方向点B与患者体表存在一定距离，因此，形成进针方向点B的两个棒体13与患者体表存在一定距离，使得棒体13不会对人体造成伤害。

医生在穿刺时，确保穿刺针100的针尖位于进针点A，针管可以靠在两个相互交叉接触的棒体13形成的夹角中，并保持针管与两个棒体13的外表面都相切接触，即可进行进针穿刺，在进针过程中穿刺针100始终保持与两个棒体13的外表面接触来保证进针过程方向的一致。

需要说明的是，由于棒体13和穿刺针100自身均具有一定的直径，因此，控制部根据CT扫描图像上预设进针路径3延长线上的进针方向点B的图像位置等信息确定进针方向点B的实际位置时，需要基于穿刺针100的半径、两个棒体13的半径、两个棒体13相互相切接触以及针尖位于进针点A这些条件来确定进针方向点B的实际位置，从而确保穿刺针100的进针方向与预设进针路径3一致。此外，在初步进针后开始扫描观察位置时，可以用线把穿刺针100捆扎约束到两个棒体13上以避免扫描过程穿刺针100晃动。

或者，若不考虑棒体13可能对患者造成一定伤害，或者在棒体13上设置避免伤害人体的保护结构，进针点指示部的指示单元1的指示线形成部和进针方向点指示部的两个指示单元1的指示线形成部均可以包括棒体13。对于此种情况，棒体13的端部可以设置弹性头如橡胶头等，当该棒体13指向患者体表形成进针点A时，医生可以直接以该点作为进针点A，或者医生可以在该点做标记，然后将该棒体13取下，或者由控制部控制该指示部1移开患者体表，以标记的点作为进针点A，本申请不做限定。

在一可选的实施例中，参见图3，进针点指示部的指示单元1位于进针方向点指示部的两个指示单元1之间。这样的结构设置，对于利用激光器12的激光线相交形成进针方向点B的方案来说，可以便于两个激光线垂直相交于一点，同时可以扩大该穿刺辅助定位装置的使用范围，使用更方便。

其中，运动部11的结构形式可以有多种，只要能够带动指示线形成部运动以使得指示线14可以指向空间的目标位置即可。

在一可选的实施例中，参见图8，第一执行器与第二执行器的转轴连接，第一执行器15的转轴轴线与第二执行器16的转轴轴线相交；指示线形成部设置于第一执行器15的转轴上，指示线形成部形成的指示线14与第一执行器15的转轴轴线相交。

具体地，第一执行器15和第二执行器16可以通过L形连接板相互连接，且第一执行器15的转轴轴线与第二执行器16的转轴轴线相互垂直并具有交点H；指示线形成部如激光器12或棒体13设置于第一执行器15的转轴上，指示线形成部形成的指示线14的延长线与第一执行器15的转轴轴线垂直并经过交点H。

根据上述实施例，运动部11可以为两轴运动机构，第一执行器15和第二执行器16在控制部的控制下进行转动即可驱动指示线形成部形成的指示线14指向空间的目标位置，结构简单，使用可靠，当然，在不考虑成本和结构复杂性的前提下，运动部11也可以为多轴运动机构。

上述实施例中，第一执行器15和第二执行器16的转轴轴线相互垂直相交于一交点H设置，且指示线形成部的指示线14延长线经过该交点H，这样呈直角位置关系的两轴运动机构，可以简化控制部对其进行控制的控制算法。

在一可选的实施例中，运动部11并限于都采用上述的两轴运动机构的结构形式，在该实施例中，参见图9和图10，该进针点指示部的指示单元1的运动部11可以采用上述的两轴运动机构，进针方向点指示部的一个指示单元1的运动部11可以采用上述的两轴运动机构，而进针方向点指示部的另一个指示单元1的运动部11可以采用为一轴运动机构，即该指示单元1的运动部11仅包括一个第三执行器17，该指示单元1的指示线形成部如激光器12或棒体13设置在该第三执行器17的转轴上，且该指示线形成部形成的指示线14的延长线与该第三执行器17的转轴轴线垂直相交，同时，该第三执行器17的转轴与另一个指示单元1的运动部11的第一执行器15的转轴连接，而且，该第一执行器15上的指示线形成部形成的指示线14与第三执行器17上的指示线形成部形成的指示线14能够相交形成进针方向点B，第三执行器17转轴的转动能够改变进针方向点B到达所需位置。

在一可选的实施例中，参见图3和图6，该穿刺辅助定位装置还包括支架4，支架4包括弧形本体41和用于连接在弧形本体41和扫描床之间的连接件42，弧形本体41包括固定进针点指标部和进针方向点指示部的安装面，连接件42包括凸出安装面的延伸部421，延伸部421、进针点指标部和进针方向点指示部位于安装面的同一侧，定位基准部2设置于延伸部421上。

上述实施例中，支架4可以通过两个连接件42横跨连接在扫描床200上，可以依据之前诊断图像确定的病灶位置G，将连接件42沿扫描床200的床板长度方向大致对准病灶中心后固定在床板上，然后把弧形本体41安装在连接件42上，针对病灶区域做扫描，CT扫描起始线S1和CT扫描终止线S2之间的区域覆盖病灶区域，并且确保定位基准部2位于CT扫描起始线S1和CT扫描终止线S2之间。其中，为了不影响CT扫描图像的质量，连接件42可以采用非金属材料如采用碳纤维板制成。

可以理解的是，支架4的位置固定后，可以保证进针点指标部和进针方向点指示部的指示线14均朝向医生所在侧，从而实现最终形成的进针点A和进针方向点B位于支架4和医生之间，这样可以避免医生越过支架4操作，操作方便。

上述实施例中，延伸部421可以设置于弧形本体41的端部，定位基准部2可以位于扫描床200的床板侧部，从而实现以位于床板侧部的定位基准部2为基准建立位置坐标系，以便确定的进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置。

或者，为了能够更好地观察病灶，有时需要小视野观察CT扫描图像，这时视野中无法看见设置于扫描床200床板侧部的连接件42上的定位基准部2，此时，参见图5，可以将连接件42向弧形本体41的中部延伸以加长连接件42的长度，并设置在患者和床板之间，压在患者身体下，定位基准部2可以位于床板的宽度方向的中心，以便定位基准部2能够显示在小视野观察的CT扫描图像上，而且，定位基准部2位于床板宽度方向上的中心位置，可以简化定位基准部2的位置坐标，从而简化定位基准部2与进针点A和进针方向点B之间的位置关系，更加方便确进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置的确定。

当然，延伸部421上定位基准部2的数量可以为两个，使得上述两种情况可以同时存在，以实现大视野和小视野观察CT扫描图像时均能够查看到定位基准部。

上述实施例中，定位基准部2可以包括设置在延伸部421上的通孔、凹槽或者凸起等，只要能够在CT扫描图像中识别出来即可，本申请对定位基准部2的结构不做限定。

由于患者的病灶位置G不同，在一可选的实施例中，进针点指标部和进针方向点指示部可以配置为沿弧形本体41的弧形轨迹位置可调节地设置于支架4上，从而实现了根据患者需要穿刺病灶角度的不同来调节进针点指标部和进针方向点指示部的位置，进而方便地将进针点指标部和进针方向点指示部的位置调节到规划的进针点附近进行穿刺辅助定位的目的，提高了该穿刺辅助定位装置的使用方便性。

上述实施例中，弧形轨迹的圆心角角度大于180度，进针点指标部和进针方向点指示部可以沿弧形轨迹调节位置，且位置调节范围大于180度，而且，当需要穿刺的部位位于患者背部的180度范围内时，可以采用患者俯卧位进行穿刺，这样支架4可以不需要设置为360度的环状结构即可满足人体四周在不同进针角度都可以完成穿刺辅助定位。

在CT扫描过程中，由于患者呼吸可能会带来人体相对扫描床床板运动，可以把将连接件42直接粘贴于患者表面或者用弹性带绑定到患者身体上，可以在一定程度减少人体与该穿刺辅助定位装置的相对运动。同时可以采用呼吸传感器实时测量呼吸状态，把由于呼吸带来的位置变化反馈给控制部，由控制部驱动相应指示部在形成的进针方向点B做出实时位置补偿可以进一步提高定位精度。

其中，前述的进针点指标部和进针方向点指示部沿弧形轨迹位置可调节地设置于支架4上的实现方式可以有多种，在一可选的实施例中，参见图3，支架4的安装面上设置有沿弧形本体41的弧形轨迹间隔排布的多个安装孔43；进针点指标部和进针方向点指示部对应地安装于任意至少两个安装孔43中。当需要调节进针点指标部和进针方向点指示部的位置时，只需要改变进针点指标部和进针方向点指示部所安装的安装孔43位置即可，操作方便。可以理解的是，支架4上各个安装孔43与定位基准部2的相对位置关系已知，使得控制部能够根据各个安装孔43与定位基准部2的相对位置关系控制进针点指标部的指示单元1形成的指示线14形成进针点A，以及控制进针方向点指示部的两个指示单元1形成的指示线14相交形成进针方向点B。

或者，支架4的安装面上设置有沿弧形本体41的弧形轨迹延伸的轨道，进针点指标部和进针方向点指示部分别与轨道滑动连接，控制部还用于控制进针点指标部和进针方向点指示部沿轨道滑动；进针点指标部和进针方向点指示部设置有与控制部连接的位置检测部。

具体地，轨道可以为弧形导轨或者弧形的滚轮轨道，而进针点指标部和进针方向点指示部可以通过滑块与弧形导轨滑动连接，或者通过滚轮与滚轮轨道滚动连接；而且，在进针点指标部和进针方向点指示部上可以设置与控制部连接的驱动电机，电机轴上设置有摩擦轮或者齿轮，支架4上可以设置有与摩擦轮配合的滚道或者与齿轮配合的弧形齿条，从而实现控制部控制进针点指标部和进针方向点指示部沿轨道滑动。

位置检测部可以包括位置传感器，或者位置检测部包括编码带和读头，编码带与控制部连接且可以沿所述弧形轨迹延伸设置在支架4上，进针点指标部和进针方向点指示部上均设置有所述的读头，这样控制部可以通过位置传感器或者通过编码带和读头的配合实时检测进针点指标部和进针方向点指示部相对于支架4的位置，从而确定进针点指标部和进针方向点指示部与定位基准部2的相对位置关系，使得控制部能够根据进针点指标部和进针方向点指示部与定位基准部2的相对位置关系控制进针点指标部的指示单元1形成的指示线14形成进针点A，以及控制进针方向点指示部的两个指示单元1形成的指示线14相交形成进针方向点B。

在一示例性实施例中，本发明实施例提出的穿刺辅助定位装置300还可以用于磁共振(MRI)扫描设备，具体应用方式与CT扫描设备相似，在此不在赘述。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种扫描设备，包括扫描床200和前述的穿刺辅助定位装置300，穿刺辅助定位装置300设置于扫描床200上，具体可以设置在扫描床200的床板上。

本发明实施例提供的扫描设备，可以为CT扫描设备，或可以为MRI扫描设备，包括穿刺辅助定位装置，该装置包括进针点指示部、进针方向点指示部、定位基准部2和控制部，其中，以CT扫描设备为例，进针点指示部和进针方向点指示部用于在穿刺部位的表面形成进针点以及在进针方向上形成进针方向点，定位基准部2和进针点指示部、进针方向点指示部的相对位置固定，而控制部可以根据定位基准部2的实际位置和CT扫描图像上定位基准部2的图像位置、以及预设进针路径3上的进针点A和进针方向点B的图像位置，来确定进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，从而基于进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置，调整进针点指示部、进针方向点指示部，以实现在A的实际位置而形成进针点A，以及在B的实际位置形成进针方向点B，医生开始穿刺时，可以确保穿刺针100的针尖位于进针点A，针管经过进针方向点B，再进行穿刺，即可实现沿预设进针路径3进行穿刺，从而实现了为医生提供穿刺进针点和进针方向的指示，降低了对医生操作技能的要求，提高了穿刺精度；同时，在分步进针过程中，医生可以按照穿刺进针点A和进针方向点B的指示在CT扫描孔内方便地确定进针点和进针方向而进行穿刺，无需反复进行退床和进床操作，提高了穿刺手术效率。

如图11所示，本发明实施例还提供了一种引导穿刺辅助定位方法，该方法包括：

101、获取扫描图像中定位基准部，根据所述定位基准部获取穿刺部位的实际位置。

其中，穿刺部位的实际位置可以为扫描图像中的病灶位置G。如果扫描设备为CT扫描设备，扫描图像可以为CT扫描图像，如果扫描设备为MRI扫描设备，扫描图像为MRI扫描图像。下文以CT扫描图像为例，示例性说明。

102、基于所述穿刺部位的实际位置确定进针方向。

本发明实施例中，可以首先获取CT扫描图像中定位基准部的图像位置，根据定位基准部的图像位置获取到病灶位置G的图像位置，然后根据病灶位置G的图像位置和周围组织结构预先规划出预设进针路径3即进针方向，具体地，可以基于神经网络的图像识别或人工标记等方式相对于病灶位置G规划出进针点A，而病灶位置G和进针点A的连线即为预设进针路径3，进针方向点B位于预设进针路径3的延长线上。

具体地，可以获取CT扫描图像中定位基准部2、预设进针路径3上的进针点A和预设进针路径3延长线上的进针方向点B的图像位置。

其中，定位基准部2的图像位置可以在CT扫描图像中进行确定。预设进针路径3可以根据CT扫描图像中的病灶位置G和周围组织结构进行确定，而进针点A的图像位置和进针方向点B的图像位置可以在预设进针路径3及其延长线上进行确定，具体的确定方式本实施例不做限定，例如可以采用人工标记或者基于神经网络的图像识别等方式。

进一步地，基于定位基准部2的实际位置以及定位基准部2、进针点A和进针方向点B的图像位置，确定进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置。

具体地，可以首先基于进针点A的图像位置、进针方向点B的图像位置及定位基准部2的图像位置，确定第一位置关系和第二位置关系，其中，第一位置关系为CT扫描图像上定位基准部2与进针点A的相对位置关系，第二位置关系为CT扫描图像上定位基准部2和进针方向点B之间的相对位置关系；然后基于定位基准部2的实际位置、第一位置关系和第二位置关系，确定出进针点A的实际位置和进针方向点B的实际位置。

103、基于所述进针方向，控制进针点指示部和进针方向点指示部动作，以使所述进针点指示部形成在所述进针方向上的进针点，和所述进针方向点指示部形成在所述进针方向上的进针方向点。

本发明实施例中，可以基于预设进针路径3，控制进针点指示部和进针方向点指示部动作，以使进针点指示部形成在进针方向上的进针点，和进针方向点指示部形成在进针方向上的进针方向点。

具体地，可以基于前述的进针点A和进针方向点B的实际位置，控制进针点指标部在A点的实际位置形成进针点A，以及控制进针方向点指示部在进针方向点B的实际位置形成进针方向点B。

其中，进针点A的实际位置位于患者体表，进针点指标部的指示单元1的指示线14指向患者体表并在患者体表形成进针点A，进针方向点B的实际位置位于患者体表附近，进针方向点指示部的两个指示单元1的指示线14指向患者体表附近并相交形成进针方向点B。医生开始穿刺时，只要确保穿刺针100的针尖位于进针点A，针管经过进针方向点B，再进行穿刺，即可实现沿预设进针路径3进行穿刺。

本发明实施例提供的引导穿刺辅助定位方法，通过获取扫描图像中定位基准部2、预设进针路径3上的进针点A和预设进针路径3延长线上的进针方向点B的图像位置，然后基于定位基准部2的实际位置以及定位基准部2、进针点A和进针方向点B的图像位置，确定出进针点A和进针方向点B的实际位置，再基于进针点A和进针方向点B的实际位置，控制进针点指示部在进针点A的实际位置而形成进针指示点A，以及控制进针方向点指示部在进针方向点B的实际位置相交而形成进针方向指示点B，实现了为医生提供穿刺进针点和进针方向的指示，降低了对医生操作技能的要求，提高了穿刺精度；同时，在分步进针过程中，医生可以按照穿刺进针点A和进针方向的指示在扫描孔内方便地确定进针点A和进针方向而进行穿刺，无需反复进行退床和进床操作，提高了穿刺手术效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种穿刺辅助定位装置，其特征在于，包括：

进针点指示部，用于在穿刺部位的表面形成进针点；

进针方向点指示部，用于在所述进针方向上形成进针方向点，所述进针方向点和所述进针点的连线方向构成所述进针方向；

定位基准部，与所述进针点指示部和进针方向点指示部的相对位置固定，用于定位所述穿刺部位的实际位置；

控制部，与所述进针点指示部和所述进针方向点指示部连接，用于根据所述定位基准部定位的所述穿刺部位的实际位置，调整所述进针点指示部和所述进针方向点指示部，以在进针方向上形成所述进针点和所述进针方向点。

2.根据权利要求1所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，

所述进针方向点指示部和所述进针点指示部均包括形成指示线的指示单元，其中，所述进针方向点指示部包括两个所述指示单元，两个所述指示单元的指示线相交形成所述进针方向点。

3.根据权利要求2所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，

所述指示单元包括相连接的运动部和指示线形成部；

所述指示线形成部用于形成所述指示线；

所述运动部用于带动所述指示线形成部运动；

所述运动部与所述控制部连接，所述控制部用于控制所述运动部运动，以调整所述指示线的方向。

4.根据权利要求3所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，

所述指示线形成部包括激光器，所述激光器发出的激光线形成所述指示线；

或者，

所述指示线形成部包括棒体，所述棒体形成所述指示线。

5.根据权利要求2所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，

所述进针点指示部的指示单元位于所述进针方向点指示部的两个所述指示单元之间。

6.根据权利要求3所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，

所述运动部包括分别与所述控制部连接的第一执行器和第二执行器；

所述第一执行器与第二执行器的转轴连接，所述第一执行器的转轴轴线与所述第二执行器的转轴轴线相交；

所述指示线形成部设置于所述第一执行器的转轴上，所述指示线形成部形成的指示线与所述第一执行器的转轴轴线相交。

7.根据权利要求1所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，还包括：

支架，所述支架包括弧形本体和用于连接所述弧形本体和扫描床的连接件，所述弧形本体包括固定所述进针点指标部和所述进针方向点指示部的安装面，所述连接件包括凸出于所述安装面的延伸部，所述延伸部、所述进针点指示部和所述进针方向点指示部位于所述安装面的同一侧，所述定位基准部设置于所述延伸部上；

所述延伸部设置于所述弧形本体的端部；和/或，所述延伸部向所述弧形本体的中部延伸设置，所述定位基准部位于所述延伸部的所述中部延伸位置。

8.根据权利要求7所述的穿刺辅助定位装置，其特征在于，所述安装面上设置有沿所述弧形本体的弧形轨迹间隔排布的多个安装孔；所述进针点指标部和所述进针方向点指示部分别对应地安装于任意至少两个所述安装孔中；或者，

所述安装面上设置有沿所述弧形本体的弧形轨迹延伸的轨道，所述进针点指标部和所述进针方向点指示部分别与所述轨道滑动连接。

9.一种扫描设备，其特征在于，包括：

扫描床和如权利要求1至8中任一项所述的穿刺辅助定位装置，所述穿刺辅助定位装置设置于所述扫描床上。

10.一种引导穿刺辅助定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取扫描图像中定位基准部，根据所述定位基准部获取穿刺部位的实际位置；

基于所述穿刺部位的实际位置确定进针方向；

基于所述进针方向，控制进针点指示部和进针方向点指示部动作，以使所述进针点指示部形成在所述进针方向上的进针点，和所述进针方向点指示部形成在所述进针方向上的进针方向点。

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