腹腔微创手术穿刺路径的规划方法及装置

摘要

本发明实施例提供了一种腹腔微创手术穿刺路径的规划方法及装置，方法包括：通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；以及根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。本发明实施例实现了对穿刺路径的微调，使得微调后的穿刺路径准确地对准病灶脏器上的靶点，从而降低了手术方案的制定难度。

权利要求

1.一种腹腔微创手术穿刺路径的规划装置，其特征在于，包括：超声单元，实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；主机，根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主机还用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主机还用于获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主机还用于根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主机还用于控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述主机还用于根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

8.一种腹腔微创手术穿刺路径的规划装置，其包括：

第一处理单元，用于通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

第二处理单元，用于根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

第三处理单元，用于根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元进一步控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三处理单元进一步用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

说明书

腹腔微创手术穿刺路径的规划方法及装置

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及腹腔介入手术领域，尤其涉及一种腹腔微创手术穿刺路径的规划方法及装置。

背景技术

[0002] 介入治疗是是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，就是在医学影像设备的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。

[0003] 机器人等自动化设备已经在工业领域获得了广泛应用，在操作灵活性、稳定性及准确性方面显示出了明显优势。为了解决手术存在的精度不足、辐射过多、切口较大、操作疲劳等问题，人们开始探讨如何在手术中引入机器人方法，借助机器人、传感器等高新技术的独特优势，为外科医生提供全新的治疗方法及系统，解决上述问题，改善手术效果。

[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在下述问题：比如对于腹腔微创手术来说，由于病灶脏器位于腹腔中，由于患者体位变换或者呼吸等原因，导致病灶脏器通常会发生状态变化，因此，增加了手术实施方案的制定难度。

发明内容

[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种腹腔微创手术穿刺路径的规划方法及装置，用以解决现有技术中的上述问题。

[0006] 本发明实施例采用的技术方案如下：

[0007] 本发明实施例提供一种腹腔微创手术穿刺路径的规划方法，其包括：

[0008] 通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0009] 根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0010] 根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0011] 可选地，在本发明的任一实施例中，根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化包括：获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

[0012] 可选地，在本发明的任一实施例中，根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调包括：根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

[0013] 可选地，在本发明的任一实施例中，根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调包括：模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0014] 可选地，在本发明的任一实施例中，还包括：控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0015] 可选地，在本发明的任一实施例中，控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0016] 可选地，在本发明的任一实施例中，还包括：根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0017] 本发明实施例还提供一种腹腔微创手术穿刺路径的规划装置，其包括：

[0018] 超声单元，实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0019] 主机，根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0020] 根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0021] 可选地，在本发明的任一实施例中，超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0022] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0023] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

[0024] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

[0025] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0026] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0027] 可选地，在本发明的任一实施例中，所述主机还用于根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0028] 本发明实施例还提供一种腹腔微创手术穿刺路径的规划装置，其包括：

[0029] 第一处理单元，用于通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0030] 第二处理单元，用于根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0031] 第三处理单元，用于根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0032] 可选地，在本发明的任一实施例中，第二处理单元进一步用于获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

[0033] 可选地，在本发明的任一实施例中，第三处理单元进一步用于根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

[0034] 可选地，在本发明的任一实施例中，第三处理单元进一步用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0035] 可选地，在本发明的任一实施例中，第一处理单元进一步用于控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0036] 可选地，在本发明的任一实施例中，第一处理单元进一步控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0037] 可选地，在本发明的任一实施例中，还包括：根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0038] 本发明实施例的技术方案具有以下优点：通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；以及根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官，从而实现了对穿刺路径的微调，使得微调后的穿刺路径准确地对准病灶脏器上的靶点，从而降低了手术方案的制定难度。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0040] 图1本发明实施例一腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；

[0041] 图2本发明实施例二腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；

[0042] 图3本发明实施例三腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；

[0043] 图4本发明实施例四腹腔微创手术穿刺路径的规划装置流程示意图；

[0044] 图5为本发明实施例五腹腔微创手术穿刺路径的规划装置的结构示意图；

[0045] 图6为超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内示意图。

具体实施方式

[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

[0047] 图1本发明实施例一腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；如图1所示，其包括：

[0048] S101、通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0049] 本实施例中，超声单元可以为一超声探头，该超声探头可以位于机械臂末端上。腹腔中的病灶脏器可以为肾、胆囊等，可以在超声波的入射下超生成像的。

[0050] 本实施例中，超声图像上除了有病灶脏器，还可以包括穿刺路径上的其他敏感器官，比如血管、骨骼等等。

[0051] S102、根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0052] 本实施例或其他任一实施例中，由于腹腔中的脏器在实际手术过程中，通常回发生动态变化，比如由于呼吸导致，因此，为了准确的确定进针路径，本实施例中，步骤S102中，根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化时，可以获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。所述动态变化可以包括脏器大小的变化、脏器位置的变化等。

[0053] S103、根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0054] 本实施例或其他任一实施例中，为了防止在实际手术过程中，对其他敏感器官造成伤害，本实施例中，步骤S103中，在根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调时包括：根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。具体地，通过超声图像确定手术过程中脏器动态变化过程中可能的位置，与根据术前静态医学图像确定沿着预先规划的穿刺路径到达脏器病灶位置进行比对，如果超过预先设定的误差，则进行微调。

[0055] 本实施例或其他任一实施例中，为了能直观的观看到每次微调的效果，本实施例中，在微调时，同步模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调，从而可能经过多次经过微调，找到最佳的穿刺路径。

[0056] 图2本发明实施例二腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；如图2所示，其包括：

[0057] S201、控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见；

[0058] 本实施例或其他任一实施例中，控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0059] 本实施例中，控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内从而可以使得穿刺路径上的器官尽可能在超声图像上成像，以便在后续步骤中进行微调路径时，微调的效率较高，从而尽可能地找到最佳的穿刺路径。

[0060] S202、通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0061] S203、根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0062] S204、根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0063] 有关步骤S202-S204，可参见上述实施例一，详细不再赘述。

[0064] 图3本发明实施例三腹腔微创手术穿刺路径的规划方法流程示意图；如图3所示，其包括：

[0065] S301、根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0066] 可选地，实施例或其他任意实施例中，预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像可以是二维医学影像数据，其可以为所有遵循DICOM协议的医学影像文件，包括CT、MRI等中的任意一种或两种的组合。

[0067] 可选地，本实施例或其他任意实施例中，基于二维医学影像数据，构建患者病灶器官的三维模型并计算病灶的三维体积，在所述病灶三维模型中显示勾画病灶的三维形态和位置，在包括病灶的三维形态的数字化图形图像上创建手术规划，所述手术规划包括预先设定的多靶点和多穿刺路径，即预先规划的穿刺路径可能有多条，预先规划的脏器病灶的可手术位置可能有多个

[0068] S302、控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见；

[0069] S303、通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0070] S304、根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0071] S305、根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0072] 有关步骤S302-S305，可参见上述实施例二，详细不再赘述。

[0073] 图4本发明实施例四腹腔微创手术穿刺路径的规划装置流程示意图；如图4所示，其包括：

[0074] 超声单元401，实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0075] 主机402，根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0076] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，超声单元可以为一超声探头，安装在一机械臂的末端，主机402可以为一电脑，该电脑与该机械臂均安装在一手术台车上。

[0077] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。参见图6所示，为超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内示意图，病灶脏器为腹腔中的肿瘤，手术器械为穿刺针。

[0078] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0079] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

[0080] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

[0081] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0082] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0083] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，所述主机还用于根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0084] 需要说明的是，上述实施例中，主机进一步实现的功能也可以由其他外设处理器或者独立于主机的设备执行，详细不再赘述。

[0085] 图5为本发明实施例五腹腔微创手术穿刺路径的规划装置的结构示意图；如图5所示，其包括：

[0086] 第一处理单元501，用于通过超声单元实时捕获腹腔中病灶脏器生成超声图像；

[0087] 第二处理单元502，用于根据实时捕获的所述超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化；

[0088] 第三处理单元503，用于根据所述病灶脏器的动态变化，对预先规划的穿刺路径进行微调，以使微调后的穿刺路径仅针对所述病灶脏器而避开除所述病灶脏器外的敏感器官。

[0089] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，第二处理单元进一步用于获取在呼吸过程中实时捕获的超声图像，并根据呼吸过程中实时捕获的超声图像确定腹腔中病灶脏器的动态变化。

[0090] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，第三处理单元进一步用于根据所述病灶脏器的动态变化以及三维场重建影像，对预先规划的穿刺路径进行微调。

[0091] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，第三处理单元进一步用于模拟显示微调后的穿刺路径指示的进针位置和进针方向，以对当前时刻微调后的穿刺路径进行再次微调。

[0092] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，第一处理单元进一步用于控制所述超声单元的超声波的辐射面，使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0093] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，第一处理单元进一步控制超声单元的中心面与执行穿刺路径的导向器处于同一平面内，以使所述病灶脏器以及所述病灶脏器周围的敏感器官在实时捕获的超声图像可见。

[0094] 可选地，本实施例或其他任一实施例中，还包括第四处理单元，用于根据预先拍摄的所述病灶脏器的医学图像进行手术规划，以预先规划穿刺路径。

[0095] 需要说明的是，上述实施例中的第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元、第四处理单元可以集成于统一处理器上，也可以分布于不同处理器上。

[0096] 本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可执行上述方法实施例的指令。该存储介质可以任一形式的计算机可读介质，比如磁盘、优盘，可以位于本地，也可以于远程服务器上。

[0097] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0098] 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各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0099] 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。