CN117204928A - 3d成像技术智能引导临床穿刺设备 - Google Patents
3d成像技术智能引导临床穿刺设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117204928A CN117204928A CN202311215937.6A CN202311215937A CN117204928A CN 117204928 A CN117204928 A CN 117204928A CN 202311215937 A CN202311215937 A CN 202311215937A CN 117204928 A CN117204928 A CN 117204928A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- puncture
- target
- mechanical arm
- image
- robot controller
- 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
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 12
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229940126585 therapeutic drug Drugs 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本申请涉及一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，通过3D成像技术，对待穿刺部位进行扫描并生成对应的3D CT图像，经过对3D图像上的病灶目标位置标记后，由主机生成机器人的穿刺路线，由机器人控制器执行穿刺路线，使得柔性机械臂按照穿刺路线驱动所述穿刺针组件对目标穿刺位置进行穿刺。在穿刺之时，还可以在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步。因此可以为医务人员提供穿刺引导，得到确认后再穿刺，避免因穿刺经验、临床技术存在不同的差异，出现穿刺位置偏移、穿刺不到位的风险，能够加强穿刺工作的风控保障。
Description
技术领域
本公开涉及医学成像技术领域，尤其涉及一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备、应用方法和电子设备。
背景技术
临床穿刺，主要是使用不同的特制穿刺针，刺入体腔、器官或血管内，从而抽取液体、组织或注射药物的一种手术操作技术，通过对穿刺吸取的内容物进行肉眼观察、实验室或病理检查，帮助诊断疾病；或者通过穿刺注入治疗性药物，可以辅助治疗疾病。
临床穿刺中，多使用B超等造影成像技术，引导各类诸如胸腔，腹腔动脉留置针穿刺，等等。比如腹腔穿刺，主要是用腹穿针经腹壁穿刺到腹腔内，对有腹腔积液的患者通过吸取其内容物进行肉眼观察、实验室或病理检查等，以辅助诊断疾病。但是，由于不同穿刺实施者的穿刺经验、临床技术存在不同的差异，可能会出现穿刺位置偏移、穿刺不到位，或者穿刺进针深度不到位等情况，这就会导致患者疼痛体验较强、十分不适应，偶有严重的出血，夹层等意外事件。
因此，有必要加强对穿刺的临床引导工作。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备、应用方法和电子设备。
本申请一方面，提出一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，所述临床穿刺设备包括：
CT扫描摄像头，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
主机，用于生成预设的所述扫描运动轨迹；以及接收并识别所述3D图像，从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，并根据所述目标穿刺位置计算出穿刺路线；
机器人控制器，用于执行所述扫描运动轨迹和所述穿刺路线；
柔性机械臂，用于按照预设的扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，以及按照预设的穿刺路线驱动所述穿刺针组件对目标穿刺位置进行穿刺；
所述图像处理系统部署于所述主机上，所述CT扫描摄像头和所述机器人控制器分别与所述主机通信连接，所述机器人控制器和所述柔性机械臂电连接。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述临床穿刺设备还包括：
定位扫描组件，用于放置待扫描的目标部位；
CCD视觉定位系统，用于对所述目标部位进行视觉定位，并将定位结果发送至所述主机；
所述CCD视觉定位系统，包括两个CCD相机，通过两个所述CCD交叉摄取所述目标部位的视觉图像，进行交叉定位；
所述CCD视觉定位系统与所述主机通信连接。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述临床穿刺设备还包括：
机柜，用于放置所述机器人控制器、定位扫描组件和所述主机，且机柜内部放置由电源和穿刺冷藏柜；
T型支架，用于吊装所述CCD视觉定位系统；
所述T型支架垂直固定在所述机柜的上表面上。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机，还用于：
根据所述定位结果和所述柔性机械臂的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；
将所述扫描运动轨迹发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机，还用于：
在所述3D图像上识别出所述目标穿刺位置之后，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机，还用于：
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步；
反之，重新执行上述准备进行穿刺的步骤。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机，还用于：
在对所述目标穿刺位置进行标记之后，计算体表到所标记的所述目标穿刺位置之间的穿刺深度；
将所述穿刺深度发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述穿刺深度驱动所述穿刺针组件从体表开始穿刺，进行穿刺取样。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机，还用于：
完成穿刺取样之后，向所述机器人控制器发出初始化指令，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，原路返回至初始位置。
本申请另一方面，提出一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备的应用方法，包括如下步骤：
系统激活，通过CCD视觉定位系统对目标部位进行视觉定位，并将定位结果发送至主机；
所述主机根据所述定位结果和柔性机械臂的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；将所述扫描运动轨迹发送至机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，；
扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺；
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步。
本申请另一方面，还提出一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的应用方法。
本发明的技术效果：
本申请通过3D成像技术，对待穿刺部位进行扫描并生成对应的3D CT图像，经过对3D图像上的病灶目标位置标记后，由主机生成机器人的穿刺路线，以此由机器人控制器执行所述穿刺路线，使得柔性机械臂按照预设的穿刺路线驱动所述穿刺针组件对目标穿刺位置进行穿刺。在穿刺之时，还可以在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步。因此可以为医务人员提供穿刺引导，得到确认后再穿刺，避免因穿刺经验、临床技术存在不同的差异，出现穿刺位置偏移、穿刺不到位的风险，能够加强穿刺工作的风控保障。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出为本发明的控制系统示意图；
图2示出为本发明的设备应用结构示意图；
图3示出为本发明对目标部位进行定位、穿刺的设备应用示意图；
图4示出为本发明扫描和穿刺的路线示意图；
图5示出为本发明电子设备的应用示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
实施例1
如图1和2所示，本申请一方面，提出一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，所述临床穿刺设备包括：
CT扫描摄像头4，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件5，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
主机9，用于生成预设的所述扫描运动轨迹；以及接收并识别所述3D图像，从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，并根据所述目标穿刺位置计算出穿刺路线；
机器人控制器2，用于执行所述扫描运动轨迹和所述穿刺路线；
柔性机械臂3，用于按照预设的扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，以及按照预设的穿刺路线驱动所述穿刺针组件对目标穿刺位置进行穿刺；
所述图像处理系统部署于所述主机上，所述CT扫描摄像头和所述机器人控制器分别与所述主机通信连接，所述机器人控制器和所述柔性机械臂电连接。
本方案基于CT的计算机断层扫描特性，通过扫描的CT图像来合成对应扫描部位的3D图像，在3D图像上进行图像处理和识别，将待穿刺的目标部位进行位置标记，并由后台根据所标记的位置来以及机器人的初始位置生成机器人的运动轨迹，控制机器人携带CT扫描摄像头4进行扫描，以及切换穿刺针组件5到达目标穿刺位置(10)的上方，准备进行穿刺。
本方案结合了机械臂的三维运动，由机械臂(机器人控制器2和三维运动的柔性机械臂3)来实现目标部位10的CT扫描，以此来获取扫描图像，在后台对扫描图像进行合成处理之后，根据3D图像上的标记位置与机器人的初始位置计算穿刺路线，并由机器人控制器执行该穿刺路线，控制柔性机械臂3切换并驱动穿刺针组件5到达对应的目标部位10。
还可以由后台服务器向医护人员发出对应的语音播报提醒，一并引导穿刺。在主机上可以显示该穿刺路线，以及在机器臂驱动穿刺针组件到达目标位置之后，提醒医护人员是否进行穿刺，因此可以引导医护人员进一步对穿刺位置进行精确的掌控和把握，避免因经验或者是技能不足而导致的穿刺误差。通过引导、辅助穿刺，提高医务人员的穿刺效率，避免因经验不足而找不到穿刺位置点浪费大量时间。
本方案的CT扫描摄像头可以参见现有CT扫描系统的摄像设备。穿刺针组件5由机械手抓取，CT扫描摄像头和穿刺针组件5可以在机械臂末端进行切换使用，根据执行的不同命令对应进行切换即可。
图像处理系统可以由3D图像合成软件来进行使用，将其安装在主机上。然后在主机上，后台管理员可以在主机上进行合成，对3D图像进行图像识别，标记出目标穿刺位置，并调取出机器臂的初始位置以及所标记的位置，来自动生成对应的扫描运动轨迹以及穿刺路线。
机器人的路线生成，以及机器人的初始坐标等等，可以参见现有智能机器人的运用，本方案不做赘述。
主机所在的后台服务器可以与机器人控制器进行结合，比如说在主机上下载对应的机器人控制软件，以此来自动生成对应的路线轨迹以及向主机报告机械臂的实时位置。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述临床穿刺设备还包括：
定位扫描组件6，用于放置待扫描的目标部位10；
CCD视觉定位系统7，用于对所述目标部位10进行视觉定位，并将定位结果发送至所述主机；
所述CCD视觉定位系统7，包括两个CCD相机，通过两个所述CCD交叉摄取所述目标部位10的视觉图像，进行交叉定位；
所述CCD视觉定位系统7与所述主机9通信连接。
如图2和3所示，待带扫描的目标部位，比如说病人的手臂，需要在扫描时对病人的比如左臂进行定位扫描。因此需要将左臂进行定位固定放置，避免扫描时因病人手臂移动而导致CT图像有图像视觉阴影或者是误差。
因此在设备上还设有一个定位扫描组件，该定位扫描组件为一个具备放置手臂的容纳箱，可以将病人的手臂伸入该容纳箱之中，以此将手臂固定住。固定之后，可以开启扫描，机器人携带CT扫描摄像头对该定位扫描组件中的手臂进行来回扫描，以此得到手臂的CT扫描图像。该定位扫描组件的放置位置，需要提前结合机械臂的运动范围进行设定，后续可以直接在主机中生成机械臂相对于定位扫描组件之间的扫描运动轨迹。
后续在系统激活时，可以直接由机器人控制器控制机械臂对该定位扫描组件进行扫描，以此来获得扫描组件上定位放置的手臂的CT扫描图像。
该定位扫描组件放置在机柜上，其位置固定，病人可以将手臂伸入该组件儿中，以此将手臂定位。
本方案为了辅助定位扫描，在机柜上方还设置有一个CCD视觉定位系统。该视觉定位系统可以对目标部位或者是后续标记的穿刺部位进行视觉定位。
在主机中安装对应的视觉定位软件，以此来识别并标记目标部位以及后续的穿刺部位，CCD相机进行视觉定位的方案可以参见现有视觉定位技术的描述，本方案不做赘述。
若是前期已经在主机中设定好机械臂到达定位扫描组件的扫描运动轨迹，那后续该CCD视觉定位系统就用于对穿刺部位的定位和标记，以此来为机器人提供判断穿刺组件是否到达所标记的目标穿刺位置正上方的功能。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述临床穿刺设备还包括：
机柜1，用于放置所述机器人控制器2、定位扫描组件6和所述主机9，且机柜1内部放置由电源和穿刺冷藏柜；
T型支架8，用于吊装所述CCD视觉定位系统7；
所述T型支架8垂直固定在所述机柜1的上表面上。
本设备在使用时可以为一个可以采用微型的三轴联动机器人，也可以采用其他的机器人。
本方案采用了一个柔性机械臂的设备，在机械臂上可以切换使用穿刺针组件以及CAD扫描摄像头。在设备一侧设有该主机，可以用于控制机械臂以及扫视觉定位系统。机柜内部可以放置电源和穿刺冷藏柜，在穿刺之后，医护人员，可以将穿刺针取下，将穿刺样品放入穿刺冷藏柜之中。机柜的上表面用来放置机器人控制器所在的箱体，以及定位扫描组件，以及主机和显示器。在表面还垂直安装有一个T型支架8，在T型支架8的左侧下面安装CCD视觉定位系统。
如图4所示的机器人运动路线示意图。本方案，首先需要由主机来根据机械臂的初始位置以及所定位的目标部位的位置来生成扫描路线。后续再根据所确定的目标穿刺位置以及机械臂的初始位置生成穿刺路线，再来对目标部位进行穿刺。因此，主机将分别执行如下步骤。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机9，还用于：
根据所述定位结果和所述柔性机械臂3的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；
将所述扫描运动轨迹发送至所述机器人控制器2，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描。
在视觉定位之后，将对手臂的定位结果与柔性机械臂的初始位置相结合，以此由机器人控制软件自动生成机械臂的扫描运动轨迹。后续机器人控制器执行该扫描运动轨迹，控制柔性机器人按照该扫描运动轨迹进行运动，驱动CT扫描摄像头到达定位扫描组件正上方，对其组件中放置的手臂进行来回扫描。具体扫描时，对目标部位上方的体表进行来回行走扫描，获取来回行走扫描的CT图像，并回传至主机。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机9，还用于：
在所述3D图像上识别出所述目标穿刺位置之后，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件5的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器2，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺。
主机可以将CT图像进行解析，得到对应的断层扫描图像，并进一步进行3D图像合成。在主机上，后台管理员还可以介入操作，在合成的3D图像上，对3D图像上目标部位的病灶穿刺位置进行标记，或者是基于图像识别来自动对目标穿刺位置进行标记。
标记之后，可以在该3D图像上，根据所标记的三维坐标，与穿刺针组件的初始位置生成穿刺路线，后续机器人控制器按照该穿刺路线控制柔性机械臂，驱动穿刺针组件到达穿刺部位的正上方，准备穿刺。穿刺针组件的初始位置可以在机械臂末端的三维坐标下加上穿刺针的工作长度，以此来形成穿刺针的初始三维坐标。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机9，还用于：
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步；
反之，重新执行上述准备进行穿刺的步骤。
主机在生成穿刺路线之后，并由机器人控制器控制机械臂到达目标位置的正上方之时，可以进行语音播报，提醒医护人员当前穿刺针组件所对应的穿刺位置是否正确，后续发出语音让医务人员确认。这时还可以语音播报当前穿刺位置的深度，同时让医务人员进行现场确认。
医务人员可以向主机中输入对应的确认指令来做出回复，若是做出确定性响应，那么则可以执行下一步的穿刺操作；而若是医务人员认为有误，则可以撤回、取消该操作，返回上一步，重新计算穿刺路线，并可以接进入主机页面对穿刺数据进行手动调整。
在生成穿刺路线之时，可以根据穿刺部位来判断是否绕开一些部位，也就是说穿刺方向可以由后台管理人员介入，进行人工调调整。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机9，还用于：
在对所述目标穿刺位置进行标记之后，计算体表到所标记的所述目标穿刺位置之间的穿刺深度；
将所述穿刺深度发送至所述机器人控制器2，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，按照所述穿刺深度驱动所述穿刺针组件从体表开始穿刺，进行穿刺取样。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述主机9，还用于：
完成穿刺取样之后，向所述机器人控制器2发出初始化指令，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，原路返回至初始位置。
在穿刺之时，因为前期可以根据目标穿刺位置来计算目标穿刺位置与体表之间的穿刺深度。因此，在主机上可以生成机械臂的运动形成，以此来控制穿刺针组件的行程，从而来实现穿刺深度的处理。
在穿刺到达对应的穿刺深度之后，可以由机械臂来进行旋切取样，取样之后，主机发出对应的复位指令，将机械臂原路返回至初始位置。
机器人控制应用，根据选型的机器人进行安装和使用即可。3D图像处理软件，本实施例不走限定。
显然，本领域的技术人员应该明白，实现上述实施例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的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制的实施例的流程。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例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的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例2
基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备的应用方法，包括如下步骤：
系统激活，通过CCD视觉定位系统对目标部位10进行视觉定位，并将定位结果发送至主机；
所述主机9根据所述定位结果和柔性机械臂3的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；将所述扫描运动轨迹发送至机器人控制器2，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，；
扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件5，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件5的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器2，由所述机器人控制器2控制柔性机械臂3，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺；
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步。
上述步骤请参考实施例1的原理描述。
上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算应用方法来实现，它们可以集中在单个的计算应用方法上，或者分布在多个计算应用方法所组成的网络上，可选地，它们可以用计算应用方法可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储应用方法中由计算应用方法来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
实施例3
如图5所示，更进一步地，本申请另一方面，还提出一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的应用方法。
本公开实施例来电子设备包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器。其中，处理器被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的应用方法。
此处，应当指出的是，处理器的个数可以为一个或多个。同时，在本公开实施例的电子设备中，还可以包括输入应用方法和输出应用方法。其中，处理器、存储器、输入应用方法和输出应用方法之间可以通过总线连接，也可以通过其他方式连接，此处不进行具体限定。
存储器作为一计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块，如：本公开实施例的应用方法所对应的程序或模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序或模块，从而执行电子设备的各种功能应用及数据处理。
输入应用方法可用于接收输入的数字或信号。其中，信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出应用方法可以包括显示屏等显示设备。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述临床穿刺设备包括：
CT扫描摄像头，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
主机，用于生成预设的所述扫描运动轨迹；以及接收并识别所述3D图像，从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，并根据所述目标穿刺位置计算出穿刺路线；
机器人控制器，用于执行所述扫描运动轨迹和所述穿刺路线；
柔性机械臂，用于按照预设的扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，以及按照预设的穿刺路线驱动所述穿刺针组件对目标穿刺位置进行穿刺；
所述图像处理系统部署于所述主机上，所述CT扫描摄像头和所述机器人控制器分别与所述主机通信连接，所述机器人控制器和所述柔性机械臂电连接。
2.根据权利要求1所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述临床穿刺设备还包括：
定位扫描组件，用于放置待扫描的目标部位；
CCD视觉定位系统，用于对所述目标部位进行视觉定位，并将定位结果发送至所述主机；
所述CCD视觉定位系统，包括两个CCD相机，通过两个所述CCD交叉摄取所述目标部位的视觉图像，进行交叉定位；
所述CCD视觉定位系统与所述主机通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述临床穿刺设备还包括：
机柜，用于放置所述机器人控制器、定位扫描组件和所述主机，且机柜内部放置由电源和穿刺冷藏柜；
T型支架，用于吊装所述CCD视觉定位系统；
所述T型支架垂直固定在所述机柜1的上表面上。
4.根据权利要求2所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述主机，还用于：
根据所述定位结果和所述柔性机械臂的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；
将所述扫描运动轨迹发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描。
5.根据权利要求2所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述主机，还用于：
在所述3D图像上识别出所述目标穿刺位置之后，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺。
6.根据权利要求5所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述主机，还用于：
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步；
反之，重新执行权利要求5的步骤。
7.根据权利要求5所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述主机，还用于：
在对所述目标穿刺位置进行标记之后，计算体表到所标记的所述目标穿刺位置之间的穿刺深度；
将所述穿刺深度发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述穿刺深度驱动所述穿刺针组件从体表开始穿刺，进行穿刺取样。
8.根据权利要求6所述的一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备，其特征在于，所述主机，还用于：
完成穿刺取样之后，向所述机器人控制器发出初始化指令，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，原路返回至初始位置。
9.一种3D成像技术智能引导临床穿刺设备的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
系统激活，通过CCD视觉定位系统对目标部位进行视觉定位，并将定位结果发送至主机；
所述主机根据所述定位结果和柔性机械臂的初始位置，生成预设的所述扫描运动轨迹；将所述扫描运动轨迹发送至机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述扫描运动轨迹驱动所述CT扫描摄像头在目标部位的体表进行行走扫描，；
扫描获取目标部位的CT图像；
穿刺针组件，设于柔性机械臂的机械臂末端，用于穿刺；
图像处理系统，用于将目标部位的所述CT图像进行三维图像合成处理，得到目标部位的3D图像并发送至主机；
从所述3D图像上识别出目标穿刺位置，对所述目标穿刺位置进行标记；
根据标记的所述目标穿刺位置和所述穿刺针组件的初始位置，生成预设的所述穿刺路线；
将所述穿刺路线发送至所述机器人控制器，由所述机器人控制器控制柔性机械臂，按照所述穿刺路线驱动所述穿刺针组件到达所述目标穿刺位置的正上方，准备进行穿刺；
在到达所述目标穿刺位置的正上方之时，进行语音播报，语音提醒医务人员当前的所述目标穿刺位是否可以穿刺；
在得到医务人员输入的确认指令之后，继续进行下一步。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求9所述的应用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311215937.6A CN117204928A (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 3d成像技术智能引导临床穿刺设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311215937.6A CN117204928A (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 3d成像技术智能引导临床穿刺设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117204928A true CN117204928A (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=89035038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311215937.6A Pending CN117204928A (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 3d成像技术智能引导临床穿刺设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117204928A (zh) |
-
2023
- 2023-09-20 CN CN202311215937.6A patent/CN117204928A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106999146B (zh) | 具有自动图像呈现的超声成像系统 | |
| US11576746B2 (en) | Light and shadow guided needle positioning system and method | |
| CN107049497B (zh) | 穿刺导航机器人系统 | |
| CN112057110B (zh) | 一种三维血管超声图像的成像方法及超声术中导航设备 | |
| JP5417609B2 (ja) | 医用画像診断装置 | |
| CN110192917B (zh) | 用于执行经皮导航规程的系统和方法 | |
| CN111513849B (zh) | 一种用于穿刺的手术系统、控制方法及控制装置 | |
| CN109009349B (zh) | 一种机器人穿刺控制装置 | |
| US20180286287A1 (en) | System and methods for training physicians to perform ablation procedures | |
| US20230139348A1 (en) | Ultrasound image-based guidance of medical instruments or devices | |
| CN105125290B (zh) | 微创医疗机器人系统 | |
| CN109009348B (zh) | 一种机器人穿刺系统 | |
| CN105125289A (zh) | 微创医疗机器人系统 | |
| US20230200910A1 (en) | Methods for path planning, and methods, devices, and systems for determining operation guidance information | |
| KR101334007B1 (ko) | 수술용 로봇제어 시스템 및 그 제어방법 | |
| CN114848143A (zh) | 一种基于脊柱手术辅助机器人的手术导航系统及方法 | |
| CN117204928A (zh) | 3d成像技术智能引导临床穿刺设备 | |
| CN115281802B (zh) | 穿刺装置的控制方法、设备及系统 | |
| CN209847228U (zh) | 一种三维超声成像装置 | |
| CN114367986B (zh) | 智能机器人低温活检方法、装置和控制系统 | |
| CN208552018U (zh) | 一种机器人辅助穿刺装置 | |
| CN113729940B (zh) | 手术辅助定位系统及其控制方法 | |
| CN115227349A (zh) | 一种基于光学跟踪技术的肺部穿刺机器人 | |
| JP2008220641A (ja) | Ｘ線撮影装置およびカテーテル挿入案内方法 | |
| CN117796915A (zh) | 一种智能导引穿刺装置 |
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 |