本發(fā)明實(shí)施例涉及腹腔介入手術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)及其中下針時(shí)刻的確定方法。

背景技術(shù)：

介入治療是是利用現(xiàn)代高科技手段進(jìn)行的一種微創(chuàng)性治療，就是在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的引導(dǎo)下，將特制的導(dǎo)管，導(dǎo)絲等精密器械，引入人體，對(duì)體內(nèi)病態(tài)進(jìn)行診斷和局部治療。

機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，在操作靈活性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性方面顯示出了明顯優(yōu)勢(shì)。為了解決手術(shù)存在的精度不足、輻射過多、切口較大、操作疲勞等問題，人們開始探討如何在手術(shù)中引入機(jī)器人方法，借助機(jī)器人、傳感器等高新技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為外科醫(yī)生提供全新的治療方法及系統(tǒng)，解決上述問題，改善手術(shù)效果。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在下述問題：比如對(duì)于腹腔微創(chuàng)手術(shù)來說，由于病灶臟器位于腹腔中，由于患者體位變換或者呼吸等原因，導(dǎo)致病灶臟器通常會(huì)發(fā)生狀態(tài)變化，因此，增加了手術(shù)實(shí)施方案的制定難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)及其中下針時(shí)刻的確定方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。

本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定方法，其包括：

獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；

對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，還包括：根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，還包括：根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行穿刺路徑的規(guī)劃。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)時(shí)捕獲的所述超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動(dòng)態(tài)變化包括：獲取在呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像，并根據(jù)呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動(dòng)態(tài)變化。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，還包括：控制所述超聲單元的超聲波的輻射面，使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，控制超聲單元的中心面與執(zhí)行穿刺路徑的導(dǎo)向器處于同一平面內(nèi)，以使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像包括：在設(shè)定的周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，在設(shè)定的周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像包括：在若干個(gè)呼吸周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成若干幅動(dòng)態(tài)超聲圖像。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻包括：對(duì)若干幅動(dòng)態(tài)超聲圖像逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行一一比對(duì)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像包括：獲取沿著所述超聲單元中心面切割所述病灶臟器模型三維場(chǎng)形成的靜態(tài)切面圖像。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)，其包括：主機(jī)以及超聲單元，所述主機(jī)用于獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過所述超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；并對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；再對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)，從而使得器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)的誤差最小，進(jìn)一步保證手術(shù)的安全性和有效性，降低了手術(shù)的難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定方法流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四腹腔微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定方法流程示意圖；如圖1所示，其包括：

S101、獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像；

本實(shí)施例中，步驟S101中，根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

需要說明的是，在另外一實(shí)施例中，也可以在步驟S101之前執(zhí)行：根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

S102、通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；

可選地，在本發(fā)明的任一實(shí)施例中，通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像包括：在設(shè)定的周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像。具體地，可以在若干個(gè)呼吸周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成若干幅動(dòng)態(tài)超聲圖像。

本實(shí)施例中，超聲單元可以為一超聲探頭，該超聲探頭可以位于機(jī)械臂末端上。腹腔中的病灶臟器可以為腎、膽囊等，可以在超聲波的入射下超生成像的。

S103、對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

由于腹腔中的臟器在實(shí)際手術(shù)過程中，通常會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，比如由于呼吸導(dǎo)致或者手術(shù)的體位導(dǎo)致，不同的時(shí)刻，臟器的形態(tài)會(huì)有所不同，而預(yù)設(shè)靶點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生位置變化。因此，本實(shí)施例中，通過超聲圖像來追蹤病灶臟器的實(shí)時(shí)變化，再與靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，確定出最佳的下針時(shí)刻，從而使得器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)的誤差最小，進(jìn)一步保證手術(shù)的安全性和有效性。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定方法流程示意圖；如圖2所示，其包括：

S201、根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行穿刺路徑的規(guī)劃；

本實(shí)施例中，穿刺路徑是指以醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維圖像重建，得到病灶臟器的三維模型，在三維模型上預(yù)設(shè)手術(shù)的靶點(diǎn)，設(shè)定機(jī)械臂上穿刺器具可到達(dá)靶點(diǎn)的路徑。

可選地，實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像可以是二維醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，其可以為所有遵循DICOM協(xié)議的醫(yī)學(xué)影像文件，包括CT、MRI等中的任意一種或兩種的組合。

可選地，本實(shí)施例或其他任意實(shí)施例中，基于二維醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建患者病灶器官的三維模型并計(jì)算病灶的三維體積，在所述病灶三維模型中顯示勾畫病灶的三維形態(tài)和位置，在包括病灶的三維形態(tài)的數(shù)字化圖形圖像上創(chuàng)建手術(shù)規(guī)劃，所述手術(shù)規(guī)劃包括預(yù)先設(shè)定的多靶點(diǎn)和多穿刺路徑。

S202、獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；

本實(shí)施例中，在生成動(dòng)態(tài)超聲圖像時(shí)，可以控制所述超聲單元的超聲波的輻射面，使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。具體地，控制超聲單元的中心面與執(zhí)行穿刺路徑的導(dǎo)向器處于同一平面內(nèi)，以使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。

S203、獲取在呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像，并根據(jù)呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動(dòng)態(tài)變化。

S204、對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

如前所述，在設(shè)定的周期如若干個(gè)呼吸周期內(nèi)比如3個(gè)呼吸周期，捕獲得到的多副動(dòng)態(tài)超聲圖像，逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行一一比對(duì)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。本實(shí)施例中，具體通過空間定位裝置建立了超聲單元中心面與病灶臟器三維模型的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系比如一映射矩陣，進(jìn)而根據(jù)該映射矩陣獲取沿著所述超聲單元中心面切割所述病灶臟器模型三維場(chǎng)形成的靜態(tài)切面圖像。

需要說明的是，對(duì)于不同患者，呼吸周期可能存在不同，因此，對(duì)應(yīng)的下針時(shí)刻可能也有差異。

本實(shí)施例中，根據(jù)所述病灶臟器動(dòng)態(tài)超聲圖像，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)先規(guī)劃的穿刺路徑進(jìn)行微調(diào)，以使微調(diào)后的穿刺路徑僅針對(duì)所述病灶臟器而避開除所述病灶臟器外的敏感器官。本實(shí)施例或其他任一實(shí)施例中，為了能直觀的觀看到每次微調(diào)的效果，本實(shí)施例中，在微調(diào)時(shí)，同步模擬顯示微調(diào)后的穿刺路徑指示的進(jìn)針位置和進(jìn)針方向，以對(duì)當(dāng)前時(shí)刻微調(diào)后的穿刺路徑進(jìn)行再次微調(diào)，從而可能經(jīng)過多次經(jīng)過微調(diào)，找到最佳的穿刺路徑。

其他相關(guān)內(nèi)容可參考上述圖1相關(guān)記載，詳細(xì)不再贅述。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三腹腔微創(chuàng)手術(shù)中下針時(shí)刻的確定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，其包括：

獲取單元，用于獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，在超聲單元捕獲病灶臟器時(shí)，控制所述超聲單元的超聲波的輻射面，使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。具體地，控制超聲單元的中心面與執(zhí)行穿刺路徑的導(dǎo)向器處于同一平面內(nèi)，以使所述病灶臟器以及所述病灶臟器周圍的敏感器官在實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像可見。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，在設(shè)定的周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像。具體地，在若干個(gè)呼吸周期內(nèi)，通過超聲單元捕獲腹腔中病灶臟器生成若干幅動(dòng)態(tài)超聲圖像。

融合配準(zhǔn)單元，用于對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，所述融合配準(zhǔn)單元進(jìn)一步用于獲取在呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像，并根據(jù)呼吸過程中實(shí)時(shí)捕獲的超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動(dòng)態(tài)變化。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，所述融合配準(zhǔn)單元進(jìn)一步用于對(duì)若干幅動(dòng)態(tài)超聲圖像逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行一一比對(duì)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像包括：獲取沿著所述超聲單元中心面切割所述病灶臟器模型三維場(chǎng)形成的靜態(tài)切面圖像。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，還包括：三維重建單元(圖中未示出)，用于根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，還包括：路徑規(guī)劃單元(圖中未示出)，用于根據(jù)預(yù)先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行穿刺路徑的規(guī)劃。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四腹腔微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，其包括：主機(jī)以及超聲單元，所述主機(jī)用于獲取病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像以及通過所述超聲單元實(shí)時(shí)捕獲腹腔中病灶臟器生成動(dòng)態(tài)超聲圖像；并對(duì)所述動(dòng)態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時(shí)刻，使穿刺器具到達(dá)預(yù)設(shè)靶點(diǎn)偏差在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例中，相關(guān)技術(shù)內(nèi)容可參見上述實(shí)施例記載，詳細(xì)不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有可執(zhí)行上述方法實(shí)施例的指令。該存儲(chǔ)介質(zhì)可以任一形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，比如磁盤、優(yōu)盤，可以位于本地，也可以于遠(yuǎn)程服務(wù)器上。

以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實(shí)施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件?；谶@樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。