一種b超引導下的穿刺導航系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，更具體地，涉及一種B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在當前基于B超的非機械式穿刺導航中，有兩大類技術，一類是基于電磁的導航，一類是基于光學的導航。
[0003]現(xiàn)有基于光學的導航，主要原理是在穿刺的操作空間內放置一組雙目攝像頭，同時在B超探頭與穿刺器械上均安裝反光標記小球，反光標記小球可以將入射光沿著入射方向反射，與入射角度無關。雙目攝像頭配有近紅外補光裝置，發(fā)出紅外光，照亮反光標記小球，通過雙目攝像頭識別出反光標記小球的空間位置，并由此計算B超探頭與穿刺器械的相對空間關系，從而在B超的圖像中標記穿刺器械的位置，實現(xiàn)導航功能。
[0004]現(xiàn)有基于光學的導航，雙目攝像頭從較高的位置拍攝B超手柄和穿刺器械，由于采用的是光學方式，那么攝像頭必須能夠同時拍攝到B超手柄和穿刺器械上所有的反光標記小球，不允許任何遮擋的發(fā)生。這要求穿刺手術過程中，醫(yī)生始終要為攝像頭的拍攝留出空間，一旦醫(yī)生在手術過程中手臂或其他身體部位遮擋了攝像頭，那么會立即失去位置信息，限制了醫(yī)生操作的自由度。目前使用的反光標記小球為帶有盲孔的球形結構，需要裝配在穿刺器械表面，通過至少3顆以上不在同一直線上的反光標記小球來標記出穿刺器械的空間位置。這樣需要穿刺器械必須有足夠大的體積才能裝配反光標記小球，同時穿刺器械必須有足夠粗的直徑。在使用過程中穿刺器械不能自由旋轉，否則在一些角度下會產生遮擋，限制了醫(yī)生的部分操作手法。雙目攝像頭同時對B超手柄和穿刺器械進行定位，在拍攝到固定在兩者上的反光標記小球后，需要使用較為復雜的方法來對B超手柄和穿刺器械進行區(qū)分，計算較為復雜。較為復雜的系統(tǒng)結構也推高了系統(tǒng)的成本。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術存在如下技術問題:(I)遮擋問題；(2)穿刺器械的體積及自由旋轉問題；(3)成本高。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術中在穿刺操作的過程中存在比較嚴重的遮擋的技術問題。
[0007]本發(fā)明提供了一種B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)，包括:穿刺導航系統(tǒng)主機，光學探頭，光學探頭轉接座和光學標記物;所述光學探頭轉接座固定在B超探頭上，所述光學探頭與光學探頭轉接座連接，所述光學探頭與所述穿刺導航系統(tǒng)主機之間有信號交互;使用時，所述光學標記物固定在穿刺器械上，所述光學探頭可識別所述光學標記物相對于所述光學探頭的空間位置，從而計算出穿刺器械相對于所述B超探頭的空間位置;所述穿刺導航系統(tǒng)主機通過B超主機的視頻輸出端口獲得所述B超主機的圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述穿刺器械相對于所述B超探頭的空間位置獲得所述穿刺器械在B超圖像上的位置，并將其融合在B超圖像上進行顯示。
[0008]本發(fā)明將攝像頭架設在B超探頭上，近距離觀察穿刺器械上的光學標記物，在穿刺操作過程中，B超探頭與穿刺器械之間的空間區(qū)域內不會存在其他障礙物，因此不會出現(xiàn)干擾，避免了遮擋。
[0009]更進一步地，所述光學探頭轉接座與所述B超探頭之間的固定方式包括集成為一體、可拆卸連接或不可拆卸連接。
[0010]更進一步地，所述光學探頭與光學探頭轉接座之間的連接方式為可拆卸式連接或不可拆卸式連接。
[0011]更進一步地，所述光學探頭與所述穿刺導航系統(tǒng)主機之間通過線纜連接或者過無線方式連接。
[0012]更進一步地，所述穿刺導航系統(tǒng)主機與所述B超主機集成于一體。
[0013]更進一步地，所述光學標記物與所述穿刺器械共軸設置。本發(fā)明使用與穿刺器械共軸的光學標記物，可任意進行旋轉，克服了傳統(tǒng)光學導航中穿刺器械無法自由旋轉的問題。同時，本發(fā)明使用的光學標記物可以套在穿刺器械的刺入部，不需要額外的安裝空間，對穿刺器械的體積也沒有限制。
[0014]更進一步地，所述光學探頭包括圖像傳感器、圍繞在所述圖像傳感器周圍的光源、設置在所述光學探頭內部的存儲器以及光學探頭轉接定位槽;所述圖像傳感器用于獲取圖像;所述光源用于與所述光學標記物配合，使得所述圖像傳感器獲取的圖像中能夠清晰的顯示出所述光學標記物的位置，從而實現(xiàn)準確定位;所述存儲器用于存儲光學探頭的校準參數(shù);所述光學探頭轉接定位槽用于與所述光學探頭轉接座進行精確裝配。
[0015]更進一步地，所述光學探頭為雙目傳感器。
[0016]更進一步地，工作時，所述光源發(fā)光，可以為紅外光、可見光或者紫外光，照射到前方的手術操作區(qū)域內，手術操作區(qū)域內的光學標記物上有反光材料、熒光材料或自發(fā)光材料，可以將光源發(fā)出的紅外光大致沿入射方向反射回去，并進入圖像傳感器，使得光學標記物相對于背景圖像具有很高的亮度，從而識別出光學標記物。
[0017]更進一步地，所述光學探頭轉接座包括第一定位槽，用于實現(xiàn)光學探頭平面內穿刺轉接;以及第二定位槽，用于實現(xiàn)光學探頭平面外穿刺轉接。
[0018]更進一步地，當穿刺導航系統(tǒng)處于平面內穿刺導航的工作方式時，所述光學探頭連接在所述第一定位槽上；當穿刺導航系統(tǒng)處于平面外穿刺導航的工作方式時，所述光學探頭連接在所述第二定位槽上。
[0019]在本發(fā)明實施例中，傳統(tǒng)基于光學的B超引導下穿刺導航系統(tǒng)，在穿刺操作的過程中存在比較嚴重的遮擋問題，同時，傳統(tǒng)基于光學的B超引導下穿刺導航系統(tǒng)所使用的光學標記物不適合使用在較為纖細的穿刺器械上。
[0020]相較于傳統(tǒng)的光學導航，本發(fā)明將攝像頭架設在B超探頭上，近距離觀察穿刺器械上的光學標記物，在穿刺操作過程中，B超探頭與穿刺器械之間的空間區(qū)域內不會存在其他障礙物，因此不會出現(xiàn)干擾，避免了遮擋問題。在穿刺操作的過程中，醫(yī)生會始終使用B超探頭探測穿刺部位周圍的組織信息，因此整個穿刺過程中探頭與穿刺器械之間的相對位置不會發(fā)生明顯變化，穿刺器械上的光學標記物也不會脫離攝像頭的視野。
[0021]相較于傳統(tǒng)的光學導航，本發(fā)明使用與穿刺器械共軸的光學標記物，可任意進行旋轉，克服了傳統(tǒng)光學導航中穿刺器械無法自由旋轉的問題。同時，本發(fā)明使用的光學標記物可以套在穿刺器械的刺入部，不需要額外的安裝空間，對穿刺器械的體積也沒有限制。
[0022]通過將光學探頭裝配在B超探頭上的方式，只需要對穿刺器械進行定位，避免了同時對多個目標進行定位，降低了系統(tǒng)的復雜度，降低了系統(tǒng)的成本。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)的結構示意圖以及其與B超的連接關系不意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)中光學探頭的結構示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)中光學探頭轉接座的結構示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)的兩種工作方式以及兩種工作方式下光學探頭與B超探頭的兩種裝配方式示意圖，其中圖4(a)為平面內穿刺導航，圖4(b)為平面外穿刺導航。
[0027]圖5是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)中光學標記物的結構示意圖。
[0028]圖6是本發(fā)明實施例提供的B超引導下的穿刺導航系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使