CN117137628A - 一种基于磁导航的活检针及活检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于磁导航的活检针及活检方法。活检针包括：活检针本体，包括活检槽，活检针本体从检查对象外部穿入并通过活检槽获取检查对象的内部样本，在活检针本体内部与活检槽后端相距第一预设距离处设有第一磁传感器；超声探头用以获取检查对象内部的二维超声图像；磁导航设备连接第一磁传感器和第二磁传感器，第一磁传感器以指示活检针本体当前位姿，第二磁传感器设于超声探头的外部以将二维超声图像和活检针本体置于同一磁导航系统中，并指示二维超声图像中的检查对象的目标穿刺位置；处理器被配置为：根据第一磁传感器和第二磁传感器的相对位置，确定将活检针本体调节至目标穿刺位姿，并将活检针本体引导到目标穿刺位置的目标穿刺路线。

Description

一种基于磁导航的活检针及活检方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及了一种基于磁导航的活检针、一种基于磁导航的活检方法，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

目前，市面上传统的活检针多属于无源设备，活检针的内外针为金属材质，内针实心，外针空心，刺入体内后可以通过B型超声波扫描术(B-scan ultrasonography，简称B超)、计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)等的影像设备辅助肉眼观察定位。

现有技术中，常见的体内病灶定位的方式包括，在扫描CT图像的过程中，利用定位柱做特征识别，再把定位信息和器官图像结合。但是这种方式下，获得的CT图像无法对穿刺病灶图像进行实时监控。此外，现有技术中，为了获得活检针的位置信息，还有采用将位置传感器固定于活检针外部的针尾处。在这种情况下，使用活检针进行穿刺操作时，活检针的穿刺变形容易导致位置传感器对其定位不准，从而失去作用。

因而，目前主流的依赖超声等影像进行穿刺工作时，还是会较为依赖穿刺人员的个人经验来判断脏器目标位置及活检针的位置，并对目标进行穿刺。活检针与脏器目标位置之间的相对位置往往需要通过穿刺后的观察，才能进行细节调整。若活检针未能穿刺到指定位置，往往还需要重复观察图像，并反复穿刺定位，这一过程不仅延长了穿刺所消耗的时间，而且反复穿刺更会造成病人受到较大的创伤。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域亟需一种基于磁导航的活检技术，能够实时监控穿刺病灶图像，及其相对于活检针的穿刺端和活检槽的位置，从而便捷且精准地将活检针引导到目标穿刺位置，实现更加精准的穿刺活检工作。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于磁导航的活检针、一种基于磁导航的活检方法，以及一种计算机可读存储介质，能够实时监控穿刺病灶图像，及其相对于活检针的穿刺端和活检槽的位置，从而便捷且精准地将活检针引导到目标穿刺位置，实现更加精准的穿刺活检工作。

具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述基于磁导航的活检针，包括：活检针本体，包括活检槽，所述活检针本体用以从检查对象的外部穿入，并通过所述活检槽获取所述检查对象的内部样本，其中，在所述活检针本体内部与所述活检槽的后端相距第一预设距离处设有第一磁传感器；超声探头，用以获取所述检查对象内部的二维超声图像；磁导航设备，连接所述第一磁传感器和第二磁传感器，其中，所述第一磁传感器用以指示所述活检针本体的当前位姿，所述第二磁传感器设于所述超声探头的外部，以将所述二维超声图像和所述活检针本体置于同一磁导航系统中，并且指示所述二维超声图像中的所述检查对象的目标穿刺位置；以及处理器，被配置为：根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，确定将所述活检针本体调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针本体引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

进一步地，在本发明的一些实施例中，还包括针尖标定工具，套接于所述活检槽的前端的穿刺端，所述针尖标定工具的内部正对于所述穿刺端的位置包括标定传感器，用以采集所述穿刺端的当前位姿信息，所述处理器被进一步配置为：根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，以及所述穿刺端的当前位姿，确定将所述穿刺端调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针本体引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述标定传感器与所述穿刺端相距第二预设距离，所述处理器还被进一步配置为：根据所述第二预设距离，确定所述穿刺端的当前位姿。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器还被配置为：根据所述二维超声图像，结合所述第二磁传感器的位置信息，构建所述检查对象内部的三维图像，其中，所述三维图像中包括所述目标穿刺位置的位置信息。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述磁导航设备还包括磁场发生器，所述磁场发生器设于所述第一磁传感器和所述第二磁传感器的上方，用于产生外部磁场，其中，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器同属于所述外部磁场。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器被进一步配置为：获取同属于所述外部磁场中的所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置信息，并结合所述检查对象内部的三维图像，以确定所述目标穿刺路线。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器还被配置为：根据所述目标穿刺路线，调整所述穿刺端的入刺位置和入刺角度，以使所述穿刺端的延长线对齐所述目标穿刺位置。

进一步地，在本发明的一些实施例中，基于磁导航的活检针还包括：显示终端，连接所述处理器，用以显示所述第一磁探头、所述第二磁探头、所述穿刺端以及所述目标穿刺位置的之间相对位置，以及所述目标穿刺路线和所述目标穿刺位姿。

此外，根据本发明的第二方面提供的上述基于磁导航的活检方法，包括以下步骤：获取检查对象内部的二维超声图像；根据第二磁传感器的传感信号，确定所述二维超声图像中的所述检查对象的目标穿刺位置；根据第一磁传感器的传感信号，确定活检针的当前位姿；以及根据处于同一磁导航系统中的所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，确定将所述穿刺端调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

此外，根据本发明的第三方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施本发明的第二方面提供的上述的基于磁导航的活检方法。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种基于磁导航的活检针的结构框图；

图2示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种基于磁导航的活检针的结构示意图；

图3A示出了根据本发明的一些实施例所提供的活检针本体的结构示意图；

图3B为图3A所示的活检针本体的内针的结构示意图；

图3C为图3A所示的活检针本体的内部结构示意图；

图4示出了根据本发明的一些实施例所提供的显示终端的画面示意图；

图5A示出了根据本发明的一些实施例所提供的针尖标定工具的结构示意图；

图5B为图5A所示的针尖标定工具的A-A方向的剖面示意图；以及

图6示出了根据本发明的一些实施例所提供的基于磁导航的活检方法的流程图。

附图标记：

100 基于磁导航的活检针；

110 超声探头；

111 超声显示器；

120 磁导航设备；

121 第一磁传感器；

122 第二磁传感器；

130 处理器；

140 显示终端；

150 活检针本体；

151 内针；

1510 穿刺端；

152 握部主体；

153 活检槽；

154 电路板；

155 插头；

160 针尖标定工具；

161 标定传感器；

170 目标穿刺位置；

S610～S640 步骤。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，现有技术中，常见的体内病灶定位的方式包括，在扫描CT图像的过程中，利用定位柱做特征识别，再把定位信息和器官图像结合。但是这种方式下，获得的CT图像无法对穿刺病灶图像进行实时监控。此外，现有技术中，为了获得活检针的位置信息，还有采用将位置传感器固定于活检针外部的针尾处。在这种情况下，使用活检针进行穿刺操作时，活检针的穿刺变形容易导致位置传感器对其定位不准，从而失去作用。因而，目前主流的依赖超声等影像进行穿刺工作时，还是会较为依赖穿刺人员的个人经验来判断脏器目标位置及活检针的位置，并对目标进行穿刺。活检针与脏器目标位置之间的相对位置往往需要通过穿刺后的观察，才能进行细节调整。若活检针未能穿刺到指定位置，往往还需要重复观察图像，并反复穿刺定位，这一过程不仅延长了穿刺所消耗的时间，而且反复穿刺更会造成病人受到较大的创伤。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于磁导航的活检针、一种基于磁导航的活检方法，以及一种计算机可读存储介质，能够实时监控穿刺病灶图像，及其相对于活检针的穿刺端和活检槽的位置，从而便捷且精准地将活检针引导到目标穿刺位置，实现更加精准的穿刺活检工作。

在一些非限制性的实施例中，本发明的第一方面提供的上述基于磁导航的活检针可以用于实施本发明的第二方面提供的上述基于磁导航的活检方法。

首先，请参看图1，图1示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种基于磁导航的活检针的结构框图。进一步地，为了更便于理解，可以结合图2一同参看，图2示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种基于磁导航的活检针的结构示意图。

如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，基于磁导航的活检针100中主要可以包括活检针本体、超声探头110、磁导航设备120以及处理器130。

具体来说，请参看图3A，图3A示出了根据本发明的一些实施例所提供的活检针本体的结构示意图。

如图3A所示，活检针本体150可以包括内针151和握部主体152，内针151设置在握部主体152上，并且可以与握部主体152相对固定。请参看图3B，图3B为图3A所示的活检针本体的内针的结构示意图。如图3B所示，在一些优选的实施例中，为了提高内针151的穿刺端1510的穿刺力，在穿刺端1510可以增加针尖斜面漫反射的面积，从而更容易克服来自生物组织的阻力，从检查对象的外部穿入。并且，在内针151靠近穿刺端1510的位置，还可以设有直角或者斜坡型的活检槽153，以使得活检针本体150可以具有很好的抓取样本能力，通过活检槽153可以获取到检查对象的内部样本。

继续如图3B所示，在活检针本体150内部与活检槽153的后端相距第一预设d1距离处设第一磁传感器121。第一磁传感器121可以通过包括但不限于胶水、螺丝焊接等方式固定于内针151中。本实施例中，通过将第一磁传感器121和活检槽153两者之间位置设置较近，较为准确地获得活检针本体150的准确位置，尤其是活检槽153的准确位置。此外，通过将第一磁传感器121和活检槽153两者之间设置一定预设距离，可以在活检针本体150进行穿刺工作时，减小第一磁传感器121的形变程度，相比于现有技术中，直接在活检针本体的针尾端的外部设置传感器，可以避免内针151穿刺取样时所受到的阻力致使第一磁传感器121形变或移位，从而进一步提高获得的活检针本体150的准确位置。

请参看图3C，图3C为图3A所示的活检针本体的内部结构示意图。如图3C所示，活检针本体150的内部可以包括电路板154。具体可以参看局部放大图I，电路板154上可以焊接连接第一磁传感器121和插头155的引线，第一磁传感器121可以由引线引出至电路板154。

请继续回到图1和图2，基于磁导航的活检针100中的超声探头110可以用以获取检查对象内部的二维超声图像，并且在超声探头110的外部可以设有第二磁传感器122。

具体来说，在一些实施例中，检查对象可以包括身体内有病灶的患者，并且病灶位置可以对应为目标穿刺位置。进一步地，如图2所示，二维超声图像可以通过超声显示器111显示，通过超声显示器111可以清晰地显示出患者身体各脏器及周围器官的各种断面图像。

处理器130可以根据获得的二维超声图像，结合第二磁传感器122的位置信息，构建检查对象内部的三维图像。具体来说，在一些实施例中，可以将磁导航设备120放置在患者的待穿刺部位区域的上方，将第二磁传感器122固定在超声探头110上，第二磁传感器122可以发出表示其位置的传感信号。通过移动超声探头110扫描患者的待穿刺部位区域，可以在超声显示器111上形成该部位区域的二维超声图像。之后，将二维超声图像与第二磁传感器122的位置相结合，从而可以进行模型重建，获得包括第二磁传感器122位置信息的三维图像。进一步地，三维图像可以显示于连接处理器130的显示终端140上，即通过三维可视化技术在可视的状态下实时监控穿刺病灶图像，以辅助穿刺人员进行病灶的准确穿刺。

在本发明的上述实施例中，通过在超声探头110上装有第二磁传感器122，超声扫描二维图像配准核磁(前列腺用核磁)的医学数字成像和通信(Digital Imaging andCommunications in Medicine，DICOM)图像，建立第二磁传感器122下的定位。

具体来说，继续如图1和图2所示，基于磁导航的活检针100中的磁导航设备120，可以连接第一磁传感器121和第二磁传感器122，其中，设置于活检针本体150中的第一磁传感器121可以用于指示活检针本体150的当前位姿。第二磁传感器122可以设置于超声探头110外部，以将二维超声图像和第一磁传感器121所指示的活检针本体150置于同一磁导航系统中，并且第二磁传感器122可以指示二维超声图像中的检查对象的目标穿刺位置。磁导航设备120中可以包括磁场发生器(附图中未绘示出)。磁场发生器可以设置于第一磁传感器121和第二磁传感器122的上方，用于产生外部磁场。这一外部磁场可以穿透患者体内，并影响活检针本体150内的第一磁传感器121和超声探头110处的第二磁传感器122。

通过将第一磁传感器121和第二磁传感器122都连接同一磁导航设备120，使得第一磁传感器121和第二磁传感器122可以同属于一个外部磁场，即处于同一磁导航系统中，从而处理器130可以获取到同属于外部磁场中的第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置的坐标信息。处理器130可以结合第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置的坐标信息，以及上述检查对象内部的三维图像，确定将活检针本体150的穿刺端1510调节至目标穿刺位姿，并将活检针本体150引导到目标穿刺位置的目标穿刺路线。根据超声这样具备二维实时配准核磁的三维图像，就可以实时监控穿刺病灶图像。

可以参看图4，图4示出了根据本发明的一些实施例所提供的显示终端的画面示意图。如图4所示，在显示终端140上，三维图像中可以包括目标穿刺位置170(即病灶位置)的位置信息，并且第二磁传感器122准确地指示该目标穿刺位置170。在活检针本体150所对应的虚拟图像中，可以显示出活检针本体150的内针151和握部主体152，其中，内针151的穿刺端1510正好位于目标穿刺位置170处，即表示当前活检针本体150的位姿可以执行活检穿刺操作。

在一些优选的实施例中，由于配置于活检针本体150中的第一磁传感器121的装配过程可能存在装配误差，为了避免装配误差所导致的穿刺位置不准确，以及获得更准确的目标穿刺路线。在一些实施例中，基于磁导航的活检针100中还可以包括针尖标定工具。

具体请参看图5A和图5B，图5A示出了根据本发明的一些实施例所提供的针尖标定工具的结构示意图；图5B为图5A所示的针尖标定工具的A-A方向的剖面示意图。

如图5A和图5B所示，在一些实施例中，针尖标定工具160可以设置于磁导航设备120下方，将活检针本体150的穿刺端1510插入针尖标定工具160内部后，即针尖标定工具160套接于活检槽153的前端的穿刺端1510外部。针尖标定工具160的内部正对于穿刺端1510位置可以设有标定传感器161，用于采集活检针本体150的穿刺端1510的当前位姿信息，其中，位姿信息可以包括穿刺端1510当前的入刺位置和入刺角度，采集到的穿刺端1510的当前位姿信息可以反馈到处理器130中。

如图5B所示，标定传感器161与穿刺端1510可以相距第二预设距离d2，可以根据第二预设距离d2，间接确定穿刺端1510的准确当前位姿。将活检针本体150的穿刺端1510插入针尖标定工具160内部后，处理器130可以获得标定传感器161和第一磁传感器121的位置信息，并且基于标定传感器161与穿刺端1510的第二预设距离d2，以及标定传感器161和第一磁传感器121在磁导航设备120中的位置信息，可以将穿刺端1510的位置信息写入活检针本体150中的电路板154内。

处理器130可以根据第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置，以及穿刺端1510的当前位姿，确定将穿刺端1510的调节至目标穿刺位姿，并将活检针本体150引导到目标穿刺位置的目标穿刺路线。

具体来说，处理器130可以根据目标穿刺路线，调整穿刺端1510的入刺位置和入刺角度，以使穿刺端1510的延长线可以对齐目标穿刺位置170。通过将穿刺端1510的相对位置与标定传感器161的位置进行标定，用以提高基于磁导航的活检针100内虚拟的穿刺端1510的位置精度，提升穿刺定位的准确率，避免实际过程中，外部实体的穿刺端1510与图中虚拟的穿刺端1510的偏移。

之后，装有第一磁传感器121的活检针本体150可以经由目标穿刺路线被引导至目标穿刺位置170，并且由于可以获得穿刺端1510的位姿信息，因而可以获得活检针本体150的穿刺端1510的入刺方向，将穿刺端1510的延长线对齐目标穿刺位置170，即病灶位置，然后按照穿刺端1510的延长线进行穿刺操作，即可完成引导穿刺。由于活检针本体150中的第一磁传感器121与超声探头110处的第二磁传感器122之间存在已知的相对位置关系，因而可以通过监测活检针本体150中第一磁传感器121的位置，从而可以实时确定当前的穿刺位置。

请继续回到图1，在一些优选的实施例中，基于磁导航的活检针100中还可以包括显示终端140。如图4所示，显示终端140上可以显示上述第一磁传感器121、第二磁传感器122、穿刺端1510以及目标穿刺位置170的之间相对位置，以及目标穿刺路线和目标穿刺位姿。通过结合第一磁传感器121在活检针本体150上的位置数据，以及第二磁传感器122结合超声扫描的影像定位数据，可以实现实时地将目标穿刺位置170可视化。穿刺人员可以在显示终端140的屏幕上准确地观察到活检针本体150相对于目标穿刺位置170之间的位置关系，从而进行精确的穿刺操作。

进一步地，在一些优选的实施例中，利用超声扫描获得的二维超声图像和装有第二磁传感器122的超声探头110相对位置的数据，可以将超声扫描的二维超声图像与患者体内的实际解剖结构进行对齐。也就是说，通过实时的二维超声图像去对应三维图像，并且将其显示，可以更加直观地向穿刺人员显示出实时的二维图像与三维图像的对应关系，并且通过将超声影像与第二磁传感器122的位置数据进行配准，可以在显示终端140的屏幕上准确地显示出目标穿刺位置170。

在本发明的上述实施例中，穿刺工具选择活检针本体150，不仅具有良好的组织切割能力，而且可以使样本稳落在内针151的活检槽153中。相比于市面上选用空心针作为刺穿工具，由于空心针为空心管结构，传统地把传感器装在空心针的内部针尖位置，虽然可以保证获得的针尖位置精度，但是这种情况下，空心针就无法进行取样活检。而在本发明中，通过将第一磁传感器121设置于活检槽153附近位置，不仅可以保证穿刺精度，还能够完成活检取样的操作。

可选地，在一些其他实施例中，在基于磁导航的活检针100中，可以根据不同的实际穿刺需求，选用不同的包括穿刺功能的手术器械，例如，消融针、纳米刀等的手术器械。通过将第一磁传感器121设置于这些具有不同功能的手术器械中，从而能够在手术中，跟踪并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟穿刺工具的形式实时更新显示，使穿刺人员，例如医生，能够对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。

本领域的技术人员可以理解，上述活检针的方案，只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。

为了更好地介绍上述基于磁导航的活检针100，接下来请参看图6，图6示出了根据本发明的一些实施例所提供的基于磁导航的活检方法的流程图。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，基于磁导航的活检方法可以包括步骤S610：获取检查对象内部的二维超声图像。

具体来说，可以结合图1和图2所示，在一些实施例中，检查对象可以包括身体内有病灶的患者，并且病灶位置可以对应为目标穿刺位置。可以通过超声探头110，在患者的待穿刺部位区域移动扫描，形成该部位区域的二维超声图像。进一步地，二维超声图像可以通过超声显示器111显示，通过超声显示器111可以清晰地显示出患者身体各脏器及周围器官的各种断面图像。

如图6所示，本发明提供的上述基于磁导航的活检方法，还可以包括步骤S620：根据第二磁传感器的传感信号，确定二维超声图像中的检查对象的目标穿刺位置。

具体来说，在一些实施例中，可以将磁导航设备120放置在患者的待穿刺部位的上方，将第二磁传感器122固定在超声探头110外部，第二磁传感器122可以发出表示其位置的传感信号。将二维超声图像与第二磁传感器122的位置相结合，从而可以进行模型重建，获得包括第二磁传感器122位置信息的三维图像。进一步地，三维图像中可以显示于连接处理器130的显示终端140上，即通过三维可视化技术在可视的状态下辅助穿刺人员进行病灶的准确穿刺。

如图4所示，在显示终端140上，三维图像中可以包括目标穿刺位置170(即病灶位置)的位置信息，并且第二磁传感器122可以准确地指示该目标穿刺位置170。目标穿刺位置170(即病灶位置)的位置信息可以存储于基于磁导航的活检针100的处理器130中。

如图6所示，本发明提供的上述基于磁导航的活检方法，还可以包括步骤S630：根据第一磁传感器的传感信号，确定活检针的当前位姿。

具体来说，在一些实施例中，结合图3A和图3B所示，活检针本体150可以包括内针151和握部主体152。在活检针本体150内部与活检槽153的后端相距第一预设d1距离处设第一磁传感器121。第一磁传感器121可以通过包括但不限于胶水、螺丝焊接等方式固定于内针151中，因而，可以通过第一磁传感器121的传感器信号，表示活检针本体150在三维图像中的当前位置。

如图6所示，本发明提供的上述基于磁导航的活检方法，还可以包括步骤S640：根据第一磁传感器和第二磁传感器之间的相对位置，确定将穿刺端调节至目标穿刺位姿，并将活检针引导到目标穿刺位置的目标穿刺路线。

结合图5A和图5B所示，在一些实施例中，针尖标定工具160可以设置于磁导航设备120下方，将活检针本体150的穿刺端1510插入针尖标定工具160内部后，即针尖标定工具160套接于活检槽153的前端的穿刺端1510外部。针尖标定工具160的内部正对于穿刺端1510位置可以设有标定传感器161，用于采集活检针本体150的穿刺端1510的当前位姿信息，其中，位姿信息可以包括穿刺端1510当前的入刺位置和入刺角度。采集到的穿刺端1510的位姿信息可以反馈到处理器130中。

进一步地，如图5B所示，标定传感器161与穿刺端1510可以相距第二预设距离d2，可以根据第二预设距离d2，间接确定穿刺端1510的准确当前位姿。将活检针本体150的穿刺端1510插入针尖标定工具160内部后，处理器130可以获得标定传感器161和第一磁传感器121的位置信息，并且基于标定传感器161与穿刺端1510的第二预设位置d2，以及标定传感器161和第一磁传感器121在磁导航设备120中的位置信息，可以将穿刺端1510的位置信息写入活检针本体150中的电路板154内。

处理器130可以根据第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置，以及穿刺端1510的当前位姿，确定将穿刺端1510的调节至目标穿刺位姿，并将活检针本体150引导到目标穿刺位置的目标穿刺路线。

具体来说，通过将第一磁传感器121和第二磁传感器122都连接同一磁导航设备120，使得第一磁传感器121和第二磁传感器122可以同属于一个外部磁场，从而处理器130可以获取到同属于外部磁场中的第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置的坐标信息。处理器130可以结合第一磁传感器121和第二磁传感器122之间的相对位置的坐标信息，以及上述检查对象内部的三维图像，确定目标穿刺路线。

进一步地，处理器130可以根据目标穿刺路线，可以调整穿刺端1510的入刺位置和入刺角度，以使穿刺端1510的延长线对齐目标穿刺位置。

在一些优选的实施例中，如图4所示，基于磁导航的活检针100中的显示终端140上，可以显示上述第一磁传感器121、第二磁传感器122、穿刺端1510以及目标穿刺位置170的之间相对位置，以及目标穿刺路线和目标穿刺位姿。

本发明的上述实施例中，通过结合第一磁传感器121在活检针本体150上的位置数据，以及第二磁传感器122结合超声扫描的影像定位数据，通过针尖标定工具160标定活检针本体150及标定传感器161位置信息，将标定传感器161位置与穿刺端1510位置进行转换，从而使得穿刺端1510位置可以显示在转换基于磁导航的活检针100的处理器130中。通过将穿刺端1510的位姿信息及目标穿刺位置170通过处理器130进行可视化信息处理以显示在显示终端140的屏幕画面中，从而可以使穿刺人员能够更为直观地观察活检针本体150以及目标穿刺位置170的图像进行穿刺，而不需要通过观察二维图去脑补目标穿刺位置170的立体位置再去判断。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域的技术人员可以理解，上述这些基于磁导航的活检方法的实施例只是本发明提供的一些非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制该基于磁导航的活检针100的全部工作方式或全部功能。同样地，该基于磁导航的活检针100也只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，不对这些基于磁导航的活检方法中各步骤的实施主体构成限制。

至此，已介绍完本发明第一方面提供的基于磁导航的活检针和本发明第二方面提供的基于磁导航的活检方法。在一些非限制性的实施例中，上述基于磁导航的活检方法可以存储于本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质中，以实施本发明的第二方面提供的上述基于磁导航的活检方法。

综上所述，本发明提供了一种基于磁导航的活检针、一种基于磁导航的活检方法，以及一种计算机可读存储介质，能够实时监控穿刺病灶图像，及其相对于活检针的穿刺端和活检槽的位置，从而便捷且精准地将活检针引导到目标穿刺位置，实现更加精准的穿刺活检工作。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种基于磁导航的活检针，其特征在于，包括：

活检针本体，包括活检槽，所述活检针本体用以从检查对象的外部穿入，并通过所述活检槽获取所述检查对象的内部样本，其中，在所述活检针本体内部的与所述活检槽的后端相距第一预设距离处设有第一磁传感器；

超声探头，用以获取所述检查对象内部的二维超声图像；

磁导航设备，连接所述第一磁传感器和第二磁传感器，其中，所述第一磁传感器用以指示所述活检针本体的当前位姿，所述第二磁传感器设于所述超声探头的外部，以将所述二维超声图像和所述活检针本体置于同一磁导航系统中，并且指示所述二维超声图像中的所述检查对象的目标穿刺位置；以及

处理器，被配置为：根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，确定将所述活检针本体调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针本体引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

2.如权利要求1所述的活检针，其特征在于，还包括针尖标定工具，套接于所述活检槽的前端的穿刺端，所述针尖标定工具的内部正对于所述穿刺端的位置包括标定传感器，用以采集所述穿刺端的当前位姿信息，

所述处理器被进一步配置为：根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，以及所述穿刺端的当前位姿，确定将所述穿刺端调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针本体引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

3.如权利要求2所述的活检针，其特征在于，所述标定传感器与所述穿刺端相距第二预设距离，

所述处理器还被进一步配置为：根据所述第二预设距离，确定所述穿刺端的当前位姿。

4.如权利要求2所述的活检针，其特征在于，所述处理器还被配置为：

根据所述二维超声图像，结合所述第二磁传感器的位置信息，构建所述检查对象内部的三维图像，其中，所述三维图像中包括所述目标穿刺位置的位置信息。

5.如权利要求4所述的活检针，其特征在于，所述磁导航设备还包括磁场发生器，所述磁场发生器设于所述第一磁传感器和所述第二磁传感器的上方，用于产生外部磁场，其中，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器同属于所述外部磁场。

6.如权利要求5所述的活检针，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

获取同属于所述外部磁场中的所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置信息，并结合所述检查对象内部的三维图像，以确定所述目标穿刺路线。

7.如权利要求2所述的活检针，其特征在于，所述处理器还被配置为：

根据所述目标穿刺路线，调整所述穿刺端的入刺位置和入刺角度，以使所述穿刺端的延长线对齐所述目标穿刺位置。

8.如权利要求1所述的活检针，其特征在于，还包括：

显示终端，连接所述处理器，用以显示所述第一磁探头、所述第二磁探头、所述穿刺端以及所述目标穿刺位置的之间相对位置，以及所述目标穿刺路线和所述目标穿刺位姿。

9.一种基于磁导航的活检方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取检查对象内部的二维超声图像；

根据第二磁传感器的传感信号，确定所述二维超声图像中的所述检查对象的目标穿刺位置；

根据第一磁传感器的传感信号，确定活检针的当前位姿；以及

根据处于同一磁导航系统中的所述第一磁传感器和所述第二磁传感器之间的相对位置，确定将所述穿刺端调节至目标穿刺位姿，并将所述活检针引导到所述目标穿刺位置的目标穿刺路线。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求9所述的基于磁导航的活检方法。