CN115998425B - 一种ct引导下穿刺导航方法、装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CT引导下穿刺导航方法、装置、终端设备,所述方法包括:基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。本发明自动捕捉识别穿刺针的位置并进行穿刺引导,可及时了解手术器械与病人解剖结构之间的相对位置关系,使穿刺操作可视化、精准化,减少重复穿刺,进而减少患者损伤及并发症的发生。
Description
技术领域
本发明涉及穿刺活检技术领域,尤其涉及一种CT引导下穿刺导航方法、装置及终端设备。
背景技术
目前CT引导下的穿刺活检急需一种实用的导航设备,与常规的开放性手术不同,微创介入穿刺手术只是使用针状手术器械,对患者损伤小,效果好,患者容易耐受,但目前在穿刺操作时,无法直接看到病人的内部器官,主要借助影像学检查设备来显示病人的解剖结构(如CT,B超等)对穿刺进行引导,CT引导下的穿刺活检由于显示病变清晰,不受气体等干扰,特别是肺部病变穿刺活检具有无可替代的作用,但是由于CT扫描完成一次成像时间相对较长,无法形成动态监视图像,加之CT成像时有一定的X射线辐射,对患者及手术人员都有一定的危害。
传统的CT引导穿刺活检方法是,病人躺在CT检查床上,医生根据CT影像选择穿刺点及进针路线,然后徒手穿刺,穿刺时凭经验判断穿刺针与病灶的相对置,步进式,盲穿。但是,这就会导致无法了解手术器械与病人解剖结构之间的相对位置关系,导致重复穿刺,进而增加患者损伤及并发症的发生。
因此,现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种CT引导下穿刺导航方法、装置、终端设备,旨在解决现有技术中在进行穿刺时无法了解手术器械与病人解剖结构之间的相对位置关系,导致重复穿刺,进而增加患者损伤及并发症的发生的问题。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种CT引导下穿刺导航方法,其中,方法包括:
基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;
获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;
基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。
在一种实现方式中,所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
预先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像。
在一种实现方式中,所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
基于预设的上方激光器和水平激光器投射出所述定位标志线。
在一种实现方式中,所述获取穿刺病变层面CT扫描图像,包括:
获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;
将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像。
在一种实现方式中,所述穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标。
在一种实现方式中,所述将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,包括:
在进行穿刺操作时,基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图;
基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征,并基于所述穿刺针图像特征对穿刺针进行定位,得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标;
将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示。
在一种实现方式中,所述在预设的显示屏上进行穿刺引导,包括:
基于预设的上方激光器投射出引导激光束,并基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。
第二方面,本发明实施例还提供一种CT引导下穿刺导航装置,其中,所述装置包括:
穿刺前准备模块,用于基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;
图像获取模块,用于获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;
穿刺引导模块,用于基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。
第三方面,本发明实施例还提供一种终端设备,其中,终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的CT引导下穿刺导航程序,处理器执行CT引导下穿刺导航程序时,实现上述方案中任一项的CT引导下穿刺导航方法的步骤。
第四方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有CT引导下穿刺导航程序,CT引导下穿刺导航程序被处理器执行时,实现上述方案中任一项的CT引导下穿刺导航方法的步骤。
有益效果:与现有技术相比,本发明提供了一种CT引导下穿刺导航方法,本发明首先基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。本发明自动捕捉识别穿刺针的位置并进行穿刺引导,可及时了解手术器械与病人解剖结构之间的相对位置关系,使穿刺操作可视化、精准化,减少重复穿刺,进而减少患者损伤及并发症的发生。此外,本发明在穿刺针上无需连接导线或光源,也无需特殊穿刺针,即可实现对当前临床常用的穿刺针进行跟踪,与当前临床穿刺操作匹配好,更易于推广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的CT引导下穿刺导航方法的具体实施方式的流程图。
图2为本发明实施例提供的CT引导下穿刺导航装置的第一视角结构示意图。
图3为本发明实施例提供的CT引导下穿刺导航装置的第二视角结构示意图。
图4为本发明实施例提供的CT引导下穿刺方法中图像拟合示意图。
图5为本发明实施例提供的CT引导下穿刺方法中的坐标计算示意图。
图6为本发明实施例提供的CT引导下穿刺导航装置的原理框图。
图7是本发明实施例提供的终端设备的内部结构原理框图。
标号说明:
底座 | 101 | 支撑杆 | 102 |
控制主机 | 103 | 计算机放置台 | 104 |
计算机 | 105 | 滑台 | 106 |
可移动曲臂 | 107 | 旋转臂 | 108 |
激光器 | 109 | 摄像头 | 110 |
脚轮 | 111 | 前显示屏 | 112 |
后显示器 | 113 | 步进电机 | 114 |
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本实施例提供一种CT引导下穿刺导航方法,具体实施时,本实施例首先基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。本实施例自动捕捉识别穿刺针的位置并进行穿刺引导,可及时了解手术器械与病人解剖结构之间的相对位置关系,使穿刺操作可视化、精准化,减少重复穿刺,进而减少患者损伤及并发症的发生。此外,本发明在穿刺针上无需连接导线或光源,也无需特殊穿刺针,即可实现对当前临床常用的穿刺针进行跟踪,与当前临床穿刺操作匹配好,更易于推广。
示例性方法
本实施例的CT引导下穿刺导航方法可应用于终端设备中,所述终端设备可为计算机设备,在具体应用时,本实施例的终端设备可为CT引导下穿刺导装置中的计算机设备。具体地,如图1所示,本实施例的CT引导下穿刺导航方法包括如下步骤:
步骤S100、基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点。
具体地,当病人躺在CT检查床上,本实施例首先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像。接着,医生可基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线。然后,将穿刺导航装置放置在CT检查床旁边。本实施例的穿刺导航装置如图2和图3中所示,在该穿刺导航装置包括:底座101,设置在底座101上的支撑杆102,设置在所述底座101上的控制主机103,设置在所述支撑杆102上的计算机放置台104,所述计算机放置台104上设置有计算机105,所述计算机105与所述控制主机103连接。本实施例的支撑杆102上还设置有滑台106,所述滑台106具有沿着所述支撑杆102方向的滑轨,在所述滑轨上设置有可移动曲臂,该可移动曲臂沿着所述滑轨上下运动。本实施例中的可移动曲臂具有旋转臂108,所述旋转臂108可沿着水平方向运动,所述支撑杆102上设置有步进电机114与所述旋转臂108连接,用于控制所述旋转臂108旋转。所述旋转臂108上还设置有调节按钮,该调节按钮可控制所述可移动曲臂在所述滑轨内上下运动。在一种实现方式中,本实施例可采用PLC控制系统(Programmab l e Logi cContro l l er,可编程逻辑控制器)驱动伺服电机进行精确定位控制,主要由两台伺服电机驱动滚珠丝杆,一台伺服电机驱动可移动曲臂在垂直方式上下移动,另一台伺服电机驱动可移动曲臂在水平方向上左右移动定位。并且,本实施例可控制按钮采用触摸屏与PLC控制器之间通讯,实施控制操作,触摸屏可以实时显示系统位置坐标信息,另一方面也可设置外接脚踏开关来方便术中调节定位。
在一种实现方式中,本实施例中的所述旋转臂108上设置有激光器109与摄像头110,所述摄像头110包括轴位摄像头与矢状位摄像头。所述可移动曲臂上还设置有用于控制激光器109的激光控制开关。在具体应用时,本实施例的激光器109包括上方激光器与水平激光器,所述上方激光器用于向下投射出激光光束,所述水平激光器用于向水平方向投射出激光光束。本实施例的摄像头110和激光器109的设置可基于具体情况进行设置,只需保证两个摄像头110分别从轴位与矢状位对穿刺针进行图像采集,以及保证两个激光器109分别从上方与水平方向投射激光光束即可。具体地,本实施例可基于上方激光器和水平激光器投射出所述定位标志线,接着,本实施例可基于该激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点,本实施例的定位标志线有利于帮助医生快速将CT扫描仪调整到参考点。
在一种实现方式中,本实施例中的底座101下放设置有脚轮111,方便移动该穿刺导航装置。本实施例的支撑杆102顶部设置有显示屏,所述显示屏与所述计算机105与控制主机103连接。在本实施例中,该显示屏包括前显示屏112与后显示屏113,前显示屏112与后显示屏113均可对导航过程进行显示,方便医生操作。
步骤S200、获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数。
具体应用时,本实施例可首先获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;然后将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像。在本实施例中,所述穿刺病变层面CT扫描图像为D I COM格式图像数据,D I COM图像文件内不但包含有图像的矩阵及灰度信息,还包含有患者解剖空间坐标信息,窗宽窗位,以及检查时间,检查机器型号等其他相关信息。接着,本实施例在获取到所述穿刺病变层面CT扫描图像后,可获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数,该穿刺参数为预先通过显示屏设置的,该穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标。
步骤S300、基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。
具体地,本实施例在得到穿刺参数后,医生就可以基于该穿刺参数进行穿刺操作。在进行穿刺操作时,本实施例可基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图。也就是上述的轴位摄像头与矢状位摄像头,通过这两个摄像头分别进行两个方向的图像采集,就可以得到该穿刺针图,此时的穿刺针图包括两个方向的图像,即轴位图像和矢状图像。接着,本实施例基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征。本实施例的卷积神经网络是基于若干张具有穿刺针的样本图像进行训练得到的,在训练时,可基于A I自动识别样本图像中的穿刺针的针尾部特征,从而确定样本图像中的穿刺针并进行标注,接着将标注了穿刺针的样本图像利用深度学习卷积神经网络进行训练,就可以得到训练好的卷积神经网络,该卷积神经网络可自动对穿刺针图像进行识别,并从中提取穿刺针图像特征,该穿刺针图像特征即为穿刺针的针尾部特征。因此,本实施例在得到该穿刺针图像特征后,可对该穿刺针图像特征进行定位,因此就可以分别得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标。接着,本实施例可将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,这样就可以确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示,如图4中所示。医生就可以在显示屏实时观察到穿刺操作的全过程。
在一种实现方式中,在计算穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标时,其原理主要基于两点,一是穿刺针进针位置,这一点是在术前根据患者病变在人体内所处位置,以及病变周边组织情况,避开大的血管,神经,避开骨骼等结构,综合分析所选定,这个位置一旦选定就固定下来了。另外一点就是穿刺针针尾的坐标,穿刺针针尾的坐标即为本实施例需要实时捕捉的坐标位置,这一点在穿刺操作中随着手术医生持针角度不同而变化。本实施例的定位原理就是利用两个摄像头,在人体轴位(横断面)水平,及矢状面水平获得两张实时图像,通过自动识别穿刺针的针尾部的图像,从而得出其在图像中的坐标位置,由于实际穿刺操作时穿刺针主要在轴位平面作较大角度调整,而在Z轴方向上调整幅度较小,因此在将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准时,本实施例是以轴位图像为主对穿刺进行引导,但由于Z轴方向上的偏移,导致轴位上A点图像上所获得的坐标与实际位置有一定的误差,因此,本实施例针对该误差进行了适当的修正。
如图5所示,图5中的O点是穿刺进针点,A点是针尾部的坐标位置,由于穿刺针长度L已知,知道了A点,O点的坐标,随着穿刺针进入组织内,A点坐标发生变化,即可计算得知针尖B点的位置,结合图5,B点的坐标计算公式为:
当计算得到B点的坐标后,即可在拟合图像上可以实时显示出穿刺针位置,如图4中所示。
此外,本实施例的上方激光器投射出引导激光束,因此,在进行穿刺操作时,可基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。在另一种实现方式中,如果穿刺针位置变化时,本实施例会及时计算出新的数据及显示新位置的模拟图像,并且随着穿刺针以穿刺点为中心偏移和上下移动,其尾部坐标值实时更新,拟合图像上的虚拟穿刺针也随着实时调整位置,本实施例更新频率达到5-10次/秒以上,以使得虚拟穿刺针的动态变化将更接近实时显示。
示例性装置
基于上述实施例,本发明提供一种CT引导下穿刺导航装置,如图6中所示,所述装置包括:穿刺前准备模块10、图像获取模块20以及穿刺引导模块30。具体地,所述穿刺前准备模块10,用于基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点。所述图像获取模块20,用于获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数。所述穿刺引导模块30,用于基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导。
在一种实现方式中,所述装置还包括:
CT扫描模块,用于预先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像;
定位标志线投射模块,用于基于预设的上方激光器和水平激光器投射出所述定位标志线。
在一种实现方式中,所述图像获取模块20包括:
图像获取单元,用于获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;
图像拟合单元,用于将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像。
在一种实现方式中,所述穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标。
在一种实现方式中,所述穿刺引导模块30包括:
图像采集单元,用于在进行穿刺操作时,基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图;
坐标计算单元,用于基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征,并基于所述穿刺针图像特征对穿刺针进行定位,得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标;
拟合配准单元,用于将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示。
在一种实现方式中,所述穿刺引导模块30包括:
引导单元,用于基于预设的上方激光器投射出引导激光束,并基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。
本实施例的CT引导下穿刺导航装置的各个功能模块的工作原理与上述方法实施例中各个步骤的执行过程相同,此处不在赘述。
基于上述实施例,本发明还提供了一种终端设备,终端设备的原理框图可以如图7所示。本实施例的终端设备可为CT引导下穿刺导航装置中的计算机。本实施例的终端设备可以包括一个或多个处理器100(图7中仅示出一个),存储器101以及存储在存储器101中并可在一个或多个处理器100上运行的计算机程序102,例如,CT引导下穿刺导航的程序。一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现CT引导下穿刺导航的方法实施例中的各个步骤。或者,一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现CT引导下穿刺导航的装置实施例中各模块/单元的功能,此处不作限制。
在一个实施例中,所称处理器100可以是中央处理单元(Centra lProcess i ngUnit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digita l Signa l Processor,DSP)、专用集成电路(App l icat ion Specific I ntegrated Ci rcuit,ASI C)、现成可编程门阵列(Fie l d-Programmab l eGate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在一个实施例中,存储器101可以是电子设备的内部存储单元,例如电子设备的硬盘或内存。存储器101也可以是电子设备的外部存储设备,例如电子设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smart med i a card,SMC),安全数字(secure d i g ita l,SD)卡,闪存卡(f l ash card)等。进一步地,存储器101还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器101用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域技术人员可以理解,图7中示出的原理框图,仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图,并不构成对本发明方案所应用于其上的终端设备的限定,具体的终端设备以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、运营数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双运营数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synch l i nk)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
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 (3)
1.一种CT引导下穿刺导航装置,其特征在于,所述装置包括:
穿刺前准备模块,用于基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;
图像获取模块,用于获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;
穿刺引导模块,用于基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导;
所述穿刺导航装置包括:底座,设置在底座上的支撑杆,设置在所述底座上的控制主机,设置在所述支撑杆上的计算机放置台,所述计算机放置台上设置有计算机,所述计算机与所述控制主机连接;支撑杆上还设置有滑台,所述滑台具有沿着所述支撑杆方向的滑轨,在所述滑轨上设置有可移动曲臂,该可移动曲臂沿着所述滑轨上下运动;所述可移动曲臂具有旋转臂,所述旋转臂沿着水平方向运动,所述支撑杆上设置有步进电机与所述旋转臂连接,用于控制所述旋转臂旋转;所述旋转臂上还设置有调节按钮,该调节按钮控制所述可移动曲臂在所述滑轨内上下运动;
所述旋转臂上设置有激光器与摄像头,所述摄像头包括轴位摄像头与矢状位摄像头;所述可移动曲臂上还设置有用于控制激光器的激光控制开关;所述激光器包括上方激光器与水平激光器,所述上方激光器用于向下投射出激光光束,所述水平激光器用于向水平方向投射出激光光束;
所述装置还包括:
CT扫描模块,用于预先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像;
定位标志线投射模块,用于基于预设的上方激光器和水平激光器投射出所述激光定位标志线;
所述图像获取模块包括:
图像获取单元,用于获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;
图像拟合单元,用于将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像;
所述穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标;
所述穿刺引导模块包括:
图像采集单元,用于在进行穿刺操作时,基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图像;
坐标计算单元,用于基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征,并基于所述穿刺针图像特征对穿刺针进行定位,得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标,其中,所述卷积神经网络是基于若干张具有穿刺针的样本图像进行训练得到的,在训练时,基于AI自动识别样本图像中的穿刺针的针尾部特征,确定样本图像中的穿刺针并进行标注,将标注了穿刺针的样本图像利用深度学习卷积神经网络进行训练,得到训练好的卷积神经网络,该卷积神经网络自动对穿刺针图像进行识别,并从中提取穿刺针图像特征,所述穿刺针图像特征为穿刺针的针尾部特征;
拟合配准单元,用于将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示,所述穿刺病变层面CT扫描图像为DICOM格式图像数据,DICOM图像文件内包含有图像的矩阵及灰度信息、患者解剖空间坐标信息,窗宽窗位,检查时间以及检查机器型号;
所述穿刺引导模块包括:
引导单元,用于基于预设的上方激光器投射出引导激光束,并基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。
2.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的CT引导下穿刺导航程序,所述处理器执行所述CT引导下穿刺导航程序时,实现如下CT引导下穿刺导航方法,所述CT引导下穿刺导航方法应用于穿刺导航装置;
所述穿刺导航装置包括:底座,设置在底座上的支撑杆,设置在所述底座上的控制主机,设置在所述支撑杆上的计算机放置台,所述计算机放置台上设置有计算机,所述计算机与所述控制主机连接;支撑杆上还设置有滑台,所述滑台具有沿着所述支撑杆方向的滑轨,在所述滑轨上设置有可移动曲臂,该可移动曲臂沿着所述滑轨上下运动;所述可移动曲臂具有旋转臂,所述旋转臂沿着水平方向运动,所述支撑杆上设置有步进电机与所述旋转臂连接,用于控制所述旋转臂旋转;所述旋转臂上还设置有调节按钮,该调节按钮控制所述可移动曲臂在所述滑轨内上下运动;
所述旋转臂上设置有激光器与摄像头,所述摄像头包括轴位摄像头与矢状位摄像头;所述可移动曲臂上还设置有用于控制激光器的激光控制开关;所述激光器包括上方激光器与水平激光器,所述上方激光器用于向下投射出激光光束,所述水平激光器用于向水平方向投射出激光光束;
所述方法包括:
基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;
获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;
基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导;
所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
预先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像;
所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
基于预设的上方激光器和水平激光器投射出所述激光定位标志线;
所述获取穿刺病变层面CT扫描图像,包括:
获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;
将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像;
所述穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标;
所述将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,包括:
在进行穿刺操作时,基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图像;
基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征,并基于所述穿刺针图像特征对穿刺针进行定位,得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标,其中,所述卷积神经网络是基于若干张具有穿刺针的样本图像进行训练得到的,在训练时,基于AI自动识别样本图像中的穿刺针的针尾部特征,确定样本图像中的穿刺针并进行标注,将标注了穿刺针的样本图像利用深度学习卷积神经网络进行训练,得到训练好的卷积神经网络,该卷积神经网络自动对穿刺针图像进行识别,并从中提取穿刺针图像特征,所述穿刺针图像特征为穿刺针的针尾部特征;
将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示,所述穿刺病变层面CT扫描图像为DICOM格式图像数据,DICOM图像文件内包含有图像的矩阵及灰度信息、患者解剖空间坐标信息,窗宽窗位,检查时间以及检查机器型号;
所述在预设的显示屏上进行穿刺引导,包括:
基于预设的上方激光器投射出引导激光束,并基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。
3.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有CT引导下穿刺导航程序,所述CT引导下穿刺导航程序被处理器执行时,实现如下CT引导下穿刺导航方法,所述CT引导下穿刺导航方法应用于穿刺导航装置;
所述穿刺导航装置包括:底座,设置在底座上的支撑杆,设置在所述底座上的控制主机,设置在所述支撑杆上的计算机放置台,所述计算机放置台上设置有计算机,所述计算机与所述控制主机连接;支撑杆上还设置有滑台,所述滑台具有沿着所述支撑杆方向的滑轨,在所述滑轨上设置有可移动曲臂,该可移动曲臂沿着所述滑轨上下运动;所述可移动曲臂具有旋转臂,所述旋转臂沿着水平方向运动,所述支撑杆上设置有步进电机与所述旋转臂连接,用于控制所述旋转臂旋转;所述旋转臂上还设置有调节按钮,该调节按钮控制所述可移动曲臂在所述滑轨内上下运动;
所述旋转臂上设置有激光器与摄像头,所述摄像头包括轴位摄像头与矢状位摄像头;所述可移动曲臂上还设置有用于控制激光器的激光控制开关;所述激光器包括上方激光器与水平激光器,所述上方激光器用于向下投射出激光光束,所述水平激光器用于向水平方向投射出激光光束;
所述方法包括:
基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线,并基于预设的激光定位标志线将所述穿刺进针点与穿刺扫描平面调整至预设的参考点;
获取穿刺病变层面CT扫描图像,并获取预设的与所述穿刺病变层面CT扫描图像对应的穿刺参数;
基于所述穿刺参数,进行穿刺操作,并将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,并在预设的显示屏上进行穿刺引导;
所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
预先对预定体表位置贴定位栅并进行CT扫描,得到所述CT影像;
所述基于CT影像确定穿刺进针点与进针路线之前,包括:
基于预设的上方激光器和水平激光器投射出所述激光定位标志线;
所述获取穿刺病变层面CT扫描图像,包括:
获取模拟穿刺针图像与预设的病变CT图像;
将所述模拟穿刺针图像与所述病变CT图像进行拟合显示,得到所述穿刺病变层面CT扫描图像;
所述穿刺参数包括:穿刺针长度、计划穿刺点、进针目标点以及图像比例坐标;
所述将所述穿刺操作时的穿刺针与所述穿刺病变层面CT扫描图像进行拟合配准,包括:
在进行穿刺操作时,基于预设的摄像头针对穿刺针在两个方向进行图像采集,得到穿刺针图像;
基于训练好的卷积神经网络对所述穿刺针图像进行识别,提取穿刺针图像特征,并基于所述穿刺针图像特征对穿刺针进行定位,得到穿刺针在轴位上的坐标与矢状位上的坐标,其中,所述卷积神经网络是基于若干张具有穿刺针的样本图像进行训练得到的,在训练时,基于AI自动识别样本图像中的穿刺针的针尾部特征,确定样本图像中的穿刺针并进行标注,将标注了穿刺针的样本图像利用深度学习卷积神经网络进行训练,得到训练好的卷积神经网络,该卷积神经网络自动对穿刺针图像进行识别,并从中提取穿刺针图像特征,所述穿刺针图像特征为穿刺针的针尾部特征;
将所述穿刺病变层面CT扫描图像与所述穿刺针在轴位上的坐标以及矢状位上的坐标进行拟合配准,确定所述穿刺针在穿刺病变层面CT扫描图像中的位置,并在所述显示屏上进行显示,所述穿刺病变层面CT扫描图像为DICOM格式图像数据,DICOM图像文件内包含有图像的矩阵及灰度信息、患者解剖空间坐标信息,窗宽窗位,检查时间以及检查机器型号;
所述在预设的显示屏上进行穿刺引导,包括:
基于预设的上方激光器投射出引导激光束,并基于所述引导激光束得到所述穿刺针的尾部投影,并在所述显示屏上显示,以对穿刺针进行引导。
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