CN117462255A - 基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 - Google Patents
基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117462255A CN117462255A CN202311306143.0A CN202311306143A CN117462255A CN 117462255 A CN117462255 A CN 117462255A CN 202311306143 A CN202311306143 A CN 202311306143A CN 117462255 A CN117462255 A CN 117462255A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catheter
- surgical
- model
- dimensional
- dimensional model
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims abstract description 10
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims description 13
- 210000005242 cardiac chamber Anatomy 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000013152 interventional procedure Methods 0.000 claims description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 7
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 description 2
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 description 2
- 238000013153 catheter ablation Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 206010002388 Angina unstable Diseases 0.000 description 1
- 206010003658 Atrial Fibrillation Diseases 0.000 description 1
- 208000002330 Congenital Heart Defects Diseases 0.000 description 1
- 208000035478 Interatrial communication Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000007814 Unstable Angina Diseases 0.000 description 1
- 208000001910 Ventricular Heart Septal Defects Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 206010000891 acute myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 208000013914 atrial heart septal defect Diseases 0.000 description 1
- 206010003664 atrial septal defect Diseases 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 1
- 208000028831 congenital heart disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002586 coronary angiography Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002001 electrophysiology Methods 0.000 description 1
- 230000007831 electrophysiology Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 201000004332 intermediate coronary syndrome Diseases 0.000 description 1
- 210000005248 left atrial appendage Anatomy 0.000 description 1
- 210000005246 left atrium Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007674 radiofrequency ablation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000013334 tissue model Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 201000003130 ventricular septal defect Diseases 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
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
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本申请公开了一种基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质，包括：基于增强CT扫描图像重建心脏组织的虚拟三维模型；确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型，以及在所述虚拟三维模型，标记目标病灶点；建立心脏组织的三维标测模型，完成三维标测模型和虚拟三维模型的实时融合，在标测过程中在所述融合三维模型上呈现标测导管的位置；计算获取最佳导管到位路径；根据计算的最佳导管到位路径，在手术过程中，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航。本申请的方法能够在手术过程中为术者实时提供手术规划和导航，辅助术者更高效更精准地完成手术，降低术者手术门槛。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质。
背景技术
心脏介入手术通常是术者手动控制心脏介入医疗器械，在心腔三维标测系统或者DSA造影指导下进行手术，基于心脏电生理三维标测系统显示的导管位置及压力信息，操作导管完成心脏三维标测建模及消融手术；或者在不同体位下做DSA造影，医生基于X射线造影手动操控介入输送系统，完成各类封堵器植入或者人工瓣膜植入，从而完成结构性心脏病手术治疗。
常见的心脏介入手术主要有三大类：
第一种是心律失常的介入治疗，主要通过射频消融或者冷冻球囊技术来治疗，通过热消融或冷冻消融的方式将异常电信号进行隔绝，防止其影响心脏正常跳动。
第二种是先天性的心脏病，比如房间隔缺损，室间隔缺损，可以通过介入手术对缺损进行封堵。
第三种是冠状动脉造影，冠脉球囊扩张、支架植入术，这种主要适合于不稳定性心绞痛，急性心肌梗死的患者。
心脏介入手术是以影像学为基础，在X射线、超声等设备的引导下，利用导丝、导管以及其他的医疗器械对疾病进行诊断和治疗，是一种较为先进的微创技术。将导管或导丝手动插入患者体内治疗是相对常规的内科手术，该类手术难度和手术准入门槛较高，一般术者需要经过约500例的手术练习，才能独立担纲操作该手术，术者的培养周期非常漫长，导致大量新手医生接触该类手术意愿不强，手术风险高。
随着三维CT影像学的发展，术前通过软件做手术规划，在术中做辅助的方式日益发展。目前国内的心脏介入手术，多由医生和介入器械公司的技术人员共同完成，对技术人员较为依赖。特别是一些成熟的术前辅助产品，在跨国家，跨区域的医院使用，技术人员无法现场支持，在手术过程中无法切实解决医生的实际需求。
虽然术前基于CT的影像学评估和辅助诊断规划可以大幅降低手术风险，然而医生手动手术的不稳定性，手动操作无法量化，以及因为患者术中实际造影体位的差异，医生主观的判定会带来很多手术安全性问题，现有的术前辅助软件目前无法在手术中做到实时导航指导，只能间接辅助。
发明内容
本申请实施例提供一种基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质，用以在手术过程中为术者实时提供手术规划和导航，辅助术者更高效更精准地完成手术，降低术者手术门槛。
本申请实施例提供一种基于手术机器人的手术导航规划方法，应用于包括手术机器人操控器、手术机器人主机和手术机器人执行器的手术机器人操作系统，实现对心脏介入手术过程的导航，包括如下步骤：
预先获取患者的心脏薄层的增强CT扫描图像，以基于所述增强CT扫描图像重建心脏组织的虚拟三维模型；
基于所述虚拟三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型，以及在所述虚拟三维模型，标记目标病灶点；
参考所述虚拟三维模型，基于手术机器人操作系统控制标测导管执行标测，以建立心脏组织的三维标测模型，实时完成三维标测模型和虚拟三维模型的融合，并在融合过程中实时呈现标测导管在三维模型中的位置；
基于融合的三维模型、目标病灶点的位置信息，以及消融导管的控制参数，计算获取最佳导管到位路径；
根据计算的最佳导管到位路径，在手术过程中，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航。
可选的，基于所述融合三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型包括：
根据介入器械型号，在目标心腔初始位置生成介入器械的虚拟器械模型。
可选的，还包括：
基于所述融合后的三维模型和导管实时位置传感信息，同步所述三维模型内的消融导管的位置。
可选的，基于融合的三维模型和导管位置传感信息，同步所述融合的三维模型内的消融导管的位置包括：
基于所述三维标测模型，将消融导管移动至穿刺口位置，通过导管定位系统获取空间三维位置矢量，以初始化所述融合的三维模型中消融导管的位置。
可选的，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航包括：
根据确定的最佳导管到位路径，根据当前消融导管的位置与所述最佳导管到位路径的关系，实时呈现后续的手术动作路径，以及在路径偏航的情况下，进行提示。
可选的，还包括在导航过程中，通过不同的颜色呈现下一步导管操作到位后的仿真信息。
本申请实施例还提出一种基于手术机器人的手术导航规划系统，包括手术机器人操控器、手术机器人主机和手术机器人执行器，用以实现对心脏介入手术过程的导航，所述手术机器人主机包括有处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
本申请实施例基于CT扫描图像构建出虚拟三维模型，并将虚拟三维模型用以指导三维标测和模型融合，以及施术过程，能够在手术过程中为术者实时提供手术规划和导航，辅助术者更高效更精准地完成手术，降低术者手术门槛。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例的手术机器人操作系统的结构示意；
图2为本申请实施例的手术导航规划方法的基本流程示意；
图3为本申请实施例的手术机器人操作系统整体架构示意；
图4为本申请实施例的手术导航规划方法导管消融的术中规划示意。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本申请实施例提供一种基于手术机器人的手术导航规划方法，如图1所示，应用于包括手术机器人操控器1、手术机器人主机2和手术机器人执行器3的手术机器人操作系统，实现对心脏介入手术过程的导航。
一些具体示例中，手术机器人操作系统包括手术机器人操控器1、手术机器人主机2和手术机器人执行器3，手术过程中术者可以通过手术机器人操控器1输入控制命令至手术机器人主机2，由手术机器人主机2控制手术机器人执行器3驱动指定电机工作，由此精准控制执行器上的导管和鞘管进行轴向的进退、周向旋转和双向打弯，控制精度可达0.1mm和1度。如图2所示，包括如下步骤：
在步骤S201中，预先获取患者的心脏薄层的增强CT扫描图像，以基于所述增强CT扫描图像重建心脏组织的虚拟三维模型。术前对患者作心脏薄层增强CT扫描，层厚在1毫米以内，将CT扫描数据导入三维心腔模块，对各个组织模型进行分割后重新建立心脏组织的虚拟三维模型。如图3所示，具体可以基于手术机器人主机2设置三维心腔模块实现，三维心腔模块具体可以用于根据术前的CT、超声、磁共振扫描影像，用于生成心脏的虚拟三维结构模型，结合术前的心电检查，在虚拟三维模型上标定导管心律失常消融病灶点位置，或者封堵器植入位置，并在心脏虚拟三维结构模型上标注导管和鞘管模型，将导管和鞘管在空间定位系统中获取的位置设置为模型中介入器械的初始状态。进行三维可视化。
在步骤S202中，基于所述虚拟三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型，以及在所述虚拟三维模型，标记目标病灶点。在一些实施例中，基于所述虚拟三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型包括：根据介入器械型号，在目标心腔初始位置生成介入器械的虚拟器械模型。
一些具体示例中，三维心腔模块可以预先设置不同型号的介入器械模型，包括不同型号器械对应的动作方式和尺寸参数，根据手术使用的导管和鞘管等耗材种类，在三维心腔模型上生成对应的器械模型。从而将介入器械型号输入三维心腔模块，在心脏目标心腔初始位置生成对应介入器械虚拟模型。在具体实施中，房颤手术和左心耳封堵手术等左心房相关的介入手术初始位置可以设置在卵圆窝穿刺口。结合术前心电检查，在CT三维模型(虚拟三维模型)上定位导管消融病灶点或者封堵器植入位置并标记。待术者完成血管穿刺，将导管和鞘管送入指定心腔，控制导管和鞘管至初始位置处，通过导管定位系统获取空间三维位置矢量，以及特定DSA造影体位。
在步骤S203中，参考所述虚拟三维模型，基于手术机器人操作系统控制标测导管执行标测，以建立心脏组织的三维标测模型，基于心脏空间特征点，实时完成三维标测模型和虚拟三维模型的拟合、融合，并在拟合过程中在融合的三维模型上呈现标测导管的位置。具体的，术者可以操控手术机器人开始心脏的三维标测，手术机器人的操作指令同步输入至三维心腔模块，根据操作指令仿真介入器械的动作，基于心脏空间特征点，实时完成三维标测模型和虚拟三维模型的拟合、融合，并在融合的三维模型上实时更新。三维标测模型和虚拟三维模型的融合方式可以通过空间特征点来实现，标测前在虚拟的三维模型上标注部分特殊的特征点，例如，以导管初始位置(穿刺口)为坐标原点标注所述特征点的三维坐标，标测过程中当标测导管头端到达该特征点位置时，该特征点部位会在标测模型上呈现，根据标测导管操作路径，计算三维标测模型上该点相对导管初始位置的三维坐标，通过上述同一特征点的两个坐标数据的融合修正，获得该特征点的融合模型位置，同理，通过若干特征点的融合修正，来获取更为准确的融合三维模型。从而在CT虚拟三维模型的指导下，完成心脏复杂解剖位置的精准建模和拟合，相比现有的标测建模方式，本申请的方法可以参考所述虚拟三维模型来进行标测，从而极大提高标测效率，避免遗漏标测重要部位。
一些具体示例中，还通过DSA造影或三维标测系统完成三维心腔模块的器械同步校准，实现虚拟三维结构模型和患者体内的导管鞘管位置一致。
在步骤S204中，基于融合的三维模型、目标病灶点的位置信息，以及消融导管的控制参数，计算获取最佳导管到位路径。具体可以根据消融导管所在位置与病灶点的相对位置关系，基于导管的控制方式以及导管结构等数据，通过计算获取最佳导管到位方式。
在步骤S205中，根据计算的最佳导管到位路径，在手术过程中，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航。具体的术者输入的控制指令，包括轴向的进退，周向的旋转和双向打弯会同步输入给三维心腔模块，根据输入的控制指令以及导管鞘管的功能结构同步仿真虚拟三维模型内导管和鞘管的位置及状态，包括不同角度的投影位置和头端弧度等。
在一些实施例中，还包括在导航过程中，通过不同的颜色呈现下一步导管操作到位后的仿真信息。
如图4所示，实时导航的呈现可以通过显示模块完成，具体显示模块还可以用于显示经CT、超声及磁共振扫描影像合成的心脏三维结构模型，以及导管鞘管等介入器械虚拟模型，根据术者输入的控制命令，同步更新三维模型内的导管和鞘管位置以及形态，与心脏内导管鞘管的状态、位置保持一致。图4中，31为CT扫描生成的心脏虚拟三维结构，32为术中模拟导管的位置和形态，33瓣膜处消融手术环状路径规划。还可以显示导管头端如何到目标病灶点的整体导航规划方案，例如第一步先导管前进X1毫米，第二步鞘管旋转X2度，第三步导管旋转X3度，第四步导管打弯X4度，等操作信息。例如当前在第三步旋转a度之后，可以实时显示当前执行到第三步，还需旋转导管X3-a度，之后执行第四步导管打弯X4度等类似的实时导航信息。在CT虚拟三维模型上用不同颜色显示下一步导管操作到位后的仿真模型，可以更直观地指导术者下一步的导管操作。
本申请实施例基于CT扫描图像构建出虚拟三维模型，并将虚拟三维模型用以指导三维标测，以及施术过程，能够在手术过程中为术者实时提供手术规划和导航，辅助术者更高效更精准地完成手术，降低术者手术门槛。
在一些实施例中，建立心脏组织的三维标测模型之后，还包括：基于所述融合的三维标测模型，同步所述融合的三维模型内的消融导管的位置。在一些具体实施例中，基于所述融合的三维标测模型，同步所述融合的虚拟三维模型内的虚拟消融导管的位置包括：基于所述融合的三维标测模型，将消融导管移动至穿刺口位置，通过导管定位系统获取空间三维位置矢量，以初始化所述融合的三维模型中消融导管的位置。具体可以在融合的三维模型的指引下将消融导管移动至卵圆窝穿刺口位置，通过导管定位系统获取空间三维位置矢量，初始化CT虚拟三维模型中导鞘管的位置，从而完成位置同步校准。
在一些实施例中，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航包括：根据确定的最佳导管到位路径，根据当前消融导管的位置与所述最佳导管到位路径的关系，实时在融合的三维模型上呈现后续的手术动作路径，以及在路径偏航的情况下，进行提示。一些示例中，规划路径设置有约束条件，包括：规划路径不能经过重要组织，规划路径不能超出介入器械的最大行程。
具体导航可以基于手术机器人主机2设置手术实时导航模块实现，手术实时导航模块根据导管所在位置和消融病灶点之间的相对位置关系以及三维模型腔内的具体结构，并基于导管和鞘管的动作方式，计算导管和鞘管动作过程，为术者提供操作路径规划，手术过程中术者通过机器人操控器输入控制指令，控制机器人执行器进行指定动作，所述的控制指令同步会输入到三维心腔模块中，根据控制指令同步更新三维结构模型内的导管和鞘管位置及形态，根据位置更新后的导管与心脏的相对位置关系，实时规划更新导管与鞘管的动作过程，指导术者快速达成导管精准到位，缩短手术时间。
传统的方法只能在术前进行规划，没办法实时的为术者在术中进行导航。术者操作导管偏离路径后无法通过术前规划回到正确的路径上，导致现有的方法实用性不高，例如应当规划前进10mm，术者手动操作的过程中往往控制的没那么精准，前进过多或前进不足，会导致导管操作路径存在偏差，影响到位效果，一旦出现偏差则会影响术者思路，降低手术效率。因此传统的方法只能为术者起到术前规划的作用，无法在手术过程中为器械操作提供有效帮助。本申请的手术导航规划方法在手术过程中的任何时候均可获取导管的实时操作导航。
本申请的方法可以提供精准的介入器械路径规划，指导医生快速完成心脏三维建模，减少假腔的生成，同时指导在复杂心脏结构位置建模，在目标病症位置，提高三位标测模型精细度，在治疗结构性心脏病患者，可以按指导路径操作，避免并发症的产生，缩短手术时间，提高手术操作效率。。
本申请的方法还可以应用于结构性心脏病患者治疗，例如植入左心耳封堵器时，首先对心脏目标腔室进行三维建模，同时标记左心耳封堵部位，安装封堵器输送鞘管和输送钢缆至手术机器人执行端，开始操控手术机器人进行封堵器植入，根据输入手术机器人的的操控量化数据，同步控制CT三维影像中的虚拟手术介入输送器械位置，指导术者实时调整封堵器植入位置，在目标植入部位，结合DSA造影，调整植入的角度和深度，避免手术并发症，提高手术治疗效果和手术效率。
本申请实施例还提出一种基于手术机器人的手术导航规划系统，包括手术机器人操控器、手术机器人主机和手术机器人执行器，用以实现对心脏介入手术过程的导航，所述手术机器人主机包括有处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
需要说明的是，在本申各实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。
Claims (8)
1.一种基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，应用于包括手术机器人操控器、手术机器人主机和手术机器人执行器的手术机器人操作系统，实现对心脏介入手术过程的导航，包括如下步骤：
预先获取患者的心脏薄层的增强CT扫描图像，以基于所述增强CT扫描图像重建心脏组织的虚拟三维模型；
基于所述虚拟三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型，以及在所述虚拟三维模型，标记目标病灶点；
参考所述虚拟三维模型，基于手术机器人操作系统控制标测导管执行标测，以建立心脏组织的三维标测模型，实时完成三维标测模型和虚拟三维模型的融合，并在融合过程中实时呈现标测导管在融合的三维模型中的位置；
基于实时融合的三维模型、目标病灶点的位置信息，以及消融导管的控制参数，计算获取最佳导管到位路径；
根据计算的最佳导管到位路径，在手术过程中，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航。
2.如权利要求1所述的基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，基于所述虚拟三维模型，确定目标心腔初始位置，生成介入器械的虚拟器械模型包括：
根据介入器械型号，在目标心腔初始位置生成介入器械的虚拟器械模型。
3.如权利要求1所述的基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，还包括：
基于所述融合的三维标测模型和导管位置传感信息，同步所述融合的三维模型内的消融导管的位置。
4.如权利要求3所述的基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，基于所述融合的三维标测模型和导管位置传感信息，同步所述融合的三维模型内的消融导管的位置包括：
基于所述融合的三维模型，将消融导管移动至穿刺口位置，通过导管定位系统获取空间三维位置矢量，以初始化所述融合的三维模型中消融导管的位置。
5.如权利要求1所述的基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，基于所述融合的三维模型对消融导管的位置进行实时导航包括：
根据确定的最佳导管到位路径，根据当前消融导管的位置与所述最佳导管到位路径的关系，实时呈现后续的手术动作路径，以及在路径偏航的情况下，进行提示。
6.如权利要求5所述的基于手术机器人的手术导航规划方法，其特征在于，还包括在导航过程中，通过不同的颜色呈现下一步导管操作到位后的仿真信息。
7.一种基于手术机器人的手术导航规划系统，其特征在于，包括手术机器人操控器、手术机器人主机和手术机器人执行器，用以实现对心脏介入手术过程的导航，所述手术机器人主机包括有处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
8.一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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于手术机器人的手术导航规划方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311306143.0A CN117462255A (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311306143.0A CN117462255A (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117462255A true CN117462255A (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=89632220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311306143.0A Pending CN117462255A (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117462255A (zh) |
-
2023
- 2023-10-09 CN CN202311306143.0A patent/CN117462255A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7094727B2 (ja) | カテーテルアブレーション治療中の視野角の自動追跡及び調節 | |
| Pappone et al. | Robotic magnetic navigation for atrial fibrillation ablation | |
| US20230055089A1 (en) | Visual guidance for positioning a distal end of a medical probe | |
| US7632265B2 (en) | Radio frequency ablation servo catheter and method | |
| US20080082109A1 (en) | Robotic surgical system with forward-oriented field of view guide instrument navigation | |
| US20080228068A1 (en) | Automated Surgical Navigation with Electro-Anatomical and Pre-Operative Image Data | |
| CN109475405B (zh) | 用于微创过程的可操纵引入器的图像引导 | |
| CN109069213B (zh) | 用于肿瘤抽吸的图像引导的机器人系统 | |
| Faletra et al. | Echocardiographic-fluoroscopic fusion imaging in transseptal puncture: a new technology for an old procedure | |
| EP3643265B1 (en) | Loose mode for robot | |
| CN117462255A (zh) | 基于手术机器人的手术导航规划方法、系统及存储介质 | |
| RU2747354C1 (ru) | Визуализация траектории перемещения катетера | |
| US20190000575A1 (en) | Image guided robotic convergent ablation | |
| Hua et al. | Advances of implantation techniques for conduction system pacing | |
| KR20070016073A (ko) | 침습 시술의 시뮬레이션 | |
| US11995849B2 (en) | Automatic registration of an anatomical map to a previous anatomical map | |
| EP4169444A1 (en) | A training system for a neural network to guide a robotic arm to operate a catheter | |
| CN220546312U (zh) | 一种房间隔射频穿刺系统 | |
| WO2021181502A1 (ja) | 手術支援システム、手術支援システムの作動方法および手術支援システムの制御装置 | |
| CN116687554A (zh) | 一种房间隔射频穿刺系统 | |
| JP2023500514A (ja) | バルーン治療のための電気生理学的ガイダンス及び視覚化のための方法、関連する装置及びシステム | |
| CN115429440A (zh) | 术中不动点的调整方法、可读存储介质及手术机器人系统 | |
| Taylor | Medical robotics and computer-integrated interventional medicine |
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 |