本發(fā)明實施例涉及腹腔介入手術領域，尤其涉及一種腹腔微創(chuàng)手術系統及其中下針時刻的確定方法。

背景技術：

介入治療是是利用現代高科技手段進行的一種微創(chuàng)性治療，就是在醫(yī)學影像設備的引導下，將特制的導管，導絲等精密器械，引入人體，對體內病態(tài)進行診斷和局部治療。

機器人等自動化設備已經在工業(yè)領域獲得了廣泛應用，在操作靈活性、穩(wěn)定性及準確性方面顯示出了明顯優(yōu)勢。為了解決手術存在的精度不足、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中引入機器人方法，借助機器人、傳感器等高新技術的獨特優(yōu)勢，為外科醫(yī)生提供全新的治療方法及系統，解決上述問題，改善手術效果。

在實現本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現現有技術中至少存在下述問題：比如對于腹腔微創(chuàng)手術來說，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，導致病灶臟器通常會發(fā)生狀態(tài)變化，因此，增加了手術實施方案的制定難度。

技術實現要素：

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

本發(fā)明實施例采用的技術方案如下：

本發(fā)明實施例提供一種腹腔微創(chuàng)手術中下針時刻的確定方法，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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；

對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，還包括：根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，還包括：根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行穿刺路徑的規(guī)劃。

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

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，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時捕獲的超聲圖像可見。

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，控制超聲單元的中心面與執(zhí)行穿刺路徑的導向器處于同一平面內，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時捕獲的超聲圖像可見。

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

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

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻包括：對若干幅動態(tài)超聲圖像逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行一一比對，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

可選地，在本發(fā)明的任一實施例中，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形成的靜態(tài)切面圖像。

本發(fā)明實施例還提供一種腹腔微創(chuàng)手術系統，其包括：主機以及超聲單元，所述主機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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；并對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

本發(fā)明實施例的技術方案具有以下優(yōu)點：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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；再對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內，從而使得器具到達預設靶點的誤差最小，進一步保證手術的安全性和有效性，降低了手術的難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

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

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

圖3為本發(fā)明實施例三腹腔微創(chuàng)手術中下針時刻的確定裝置結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例四腹腔微創(chuàng)手術系統結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例一腹腔微創(chuàng)手術中下針時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；

本實施例中，步驟S101中，根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

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

S102、通過超聲單元實時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；

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

本實施例中，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、對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

由于腹腔中的臟器在實際手術過程中，通常會發(fā)生動態(tài)變化，比如由于呼吸導致或者手術的體位導致，不同的時刻，臟器的形態(tài)會有所不同，而預設靶點也會隨之發(fā)生位置變化。因此，本實施例中，通過超聲圖像來追蹤病灶臟器的實時變化，再與靜態(tài)切面圖像進行融合配準，確定出最佳的下針時刻，從而使得器具到達預設靶點的誤差最小，進一步保證手術的安全性和有效性。

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

S201、根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行穿刺路徑的規(guī)劃；

本實施例中，穿刺路徑是指以醫(yī)學圖像進行三維圖像重建，得到病灶臟器的三維模型，在三維模型上預設手術的靶點，設定機械臂上穿刺器具可到達靶點的路徑。

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

可選地，本實施例或其他任意實施例中，基于二維醫(yī)學影像數據，構建患者病灶器官的三維模型并計算病灶的三維體積，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)的數字化圖形圖像上創(chuàng)建手術規(guī)劃，所述手術規(guī)劃包括預先設定的多靶點和多穿刺路徑。

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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；

本實施例中，在生成動態(tài)超聲圖像時，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時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)行穿刺路徑的導向器處于同一平面內，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時捕獲的超聲圖像可見。

S203、獲取在呼吸過程中實時捕獲的超聲圖像，并根據呼吸過程中實時捕獲的超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動態(tài)變化。

S204、對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

如前所述，在設定的周期如若干個呼吸周期內比如3個呼吸周期，捕獲得到的多副動態(tài)超聲圖像，逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行一一比對，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。本實施例中，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應關系比如一映射矩陣，進而根據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形成的靜態(tài)切面圖像。

需要說明的是，對于不同患者，呼吸周期可能存在不同，因此，對應的下針時刻可能也有差異。

本實施例中，根據所述病灶臟器動態(tài)超聲圖像，還可以實現對預先規(guī)劃的穿刺路徑進行微調，以使微調后的穿刺路徑僅針對所述病灶臟器而避開除所述病灶臟器外的敏感器官。本實施例或其他任一實施例中，為了能直觀的觀看到每次微調的效果，本實施例中，在微調時，同步模擬顯示微調后的穿刺路徑指示的進針位置和進針方向，以對當前時刻微調后的穿刺路徑進行再次微調，從而可能經過多次經過微調，找到最佳的穿刺路徑。

其他相關內容可參考上述圖1相關記載，詳細不再贅述。

圖3為本發(fā)明實施例三腹腔微創(chuàng)手術中下針時刻的確定裝置結構示意圖；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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；

本實施例或其他實施例中，在超聲單元捕獲病灶臟器時，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時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)行穿刺路徑的導向器處于同一平面內，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時捕獲的超聲圖像可見。

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

融合配準單元，用于對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

本實施例或其他實施例中，所述融合配準單元進一步用于獲取在呼吸過程中實時捕獲的超聲圖像，并根據呼吸過程中實時捕獲的超聲圖像確定腹腔中病灶臟器的動態(tài)變化。

本實施例或其他實施例中，所述融合配準單元進一步用于對若干幅動態(tài)超聲圖像逐一與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行一一比對，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

本實施例或其他實施例中，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形成的靜態(tài)切面圖像。

本實施例或其他實施例中，還包括：三維重建單元(圖中未示出)，用于根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行三維重建，建立所述病灶臟器模型。

本實施例或其他實施例中，還包括：路徑規(guī)劃單元(圖中未示出)，用于根據預先拍攝的所述病灶臟器的醫(yī)學圖像進行穿刺路徑的規(guī)劃。

圖4為本發(fā)明實施例四腹腔微創(chuàng)手術系統結構示意圖；如圖4所示，其包括：主機以及超聲單元，所述主機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時捕獲腹腔中病灶臟器生成動態(tài)超聲圖像；并對所述動態(tài)超聲圖像與病灶臟器模型的靜態(tài)切面圖像進行融合配準，以確定執(zhí)行規(guī)劃出的穿刺路徑的下針時刻，使穿刺器具到達預設靶點偏差在預設的范圍之內。

本實施例中，相關技術內容可參見上述實施例記載，詳細不再贅述。

本發(fā)明實施例還提供一種存儲介質，該存儲介質上存儲有可執(zhí)行上述方法實施例的指令。該存儲介質可以任一形式的計算機可讀介質，比如磁盤、優(yōu)盤，可以位于本地，也可以于遠程服務器上。

以上所描述的裝置實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，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到各實施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件。基于這樣的理解，上述技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品可以存儲在計算機可讀存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。