[发明专利]穿刺导航系统、方法、设备与存储介质以及穿刺装置

权利要求书

1.一种用于穿刺装置的穿刺导航系统，所述穿刺装置包括基座、穿刺针、超声探头和具有至少一个穿刺控制件的穿刺控制部，所述穿刺导航系统包括：

定位模块，配置为基于所述基座对所述穿刺针进行定位，确定所述穿刺针在空间坐标系内的第一三维坐标信息，所述空间坐标系是基于所述基座建立的坐标系；

超声图像获取模块，配置为获取所述超声探头采集的目标组织的一组超声图像，以确定所述一组超声图像对应的三维超声图像；

穿刺规划模块，配置为基于所述三维超声图像进行用于所述穿刺针的穿刺规划，以确定穿刺规划信息，其中，所述穿刺规划信息包括所述穿刺针的进针点位置、所述穿刺针的进针方向和所述穿刺针的目标穿刺点位置；

坐标系转换模块，配置为建立所述超声图像的图像坐标系与所述空间坐标系之间的转换关系，使得基于所述转换关系确定所述第一三维坐标信息在所述图像坐标系内的实时图像位置，以实时地在所述图像坐标系中可视化所述穿刺针与所述目标穿刺点位置之间的相对位置；

第一运动路径确定模块，配置为在所述图像坐标系中，基于所述穿刺针与所述目标穿刺点位置之间的相对位置确定所述穿刺针的第一运动路径；

第二运动路径确定模块，配置为基于所述图像坐标系内的所述第一运动路径确定与所述穿刺针具有一预定位置关系的穿刺导向件在所述空间坐标系内的第二运动路径；

导航处理模块，配置为在所述空间坐标系中，基于所述第二运动路径，通过所述至少一个穿刺控制件进行所述穿刺针的导航。

2.如权利要求1所述的穿刺导航系统，其中，所述导航处理模块包括：

控制件运动轨迹确定单元，配置为基于所述穿刺装置和所述第二运动路径确定所述至少一个穿刺控制件中的每个的运动轨迹；

驱动装置，与所述至少一个穿刺控制件驱动连接且配置为驱动所述至少一个穿刺控制件中的每个沿对应的运动轨迹进行运动，以导航所述穿刺针。

3.如权利要求1所述的穿刺导航系统，其中，所述穿刺针的所述第一三维坐标信息包括所述穿刺针的针尖在所述空间坐标系内的三维坐标信息，所述穿刺针的所述第一运动路径包括所述穿刺针的针尖的第一运动路径。

4.如权利要求1所述的穿刺导航系统，其中，所述至少一个穿刺控制件包括穿刺定位臂组和穿刺深度控制挡板，所述穿刺定位臂组设置在所述基座上，且所述穿刺定位臂组配置为对所述穿刺针进行穿刺定位，所述穿刺深度控制挡板包括所述穿刺导向件；

所述穿刺导向件为供所述穿刺针通过的非闭合定位孔，所述第二运动路径确定模块包括：

第一确定单元，配置为基于所述穿刺针在所述图像坐标系内的穿刺针图像规格和所述第一运动路径确定所述非闭合定位孔在所述图像坐标系内的第三运动路径；

第二确定单元，配置为基于所述转换关系和所述图像坐标系中的所述第三运动路径确定所述非闭合定位孔在所述空间坐标系内的所述第二运动路径。

5.如权利要求4所述的穿刺导航系统，其中，

所述定位模块配置为根据所述非闭合定位孔在所述空间坐标系内的三维坐标信息和所述穿刺针在所述空间坐标系内的穿刺针实际物理规格确定所述穿刺针的所述第一三维坐标信息。

6.如权利要求4所述的穿刺导航系统，还包括显示模块，其中，

所述显示模块配置为实时地可视化以下的至少一种：所述超声图像、所述三维超声图像、所述穿刺针的针尖、所述穿刺针的针尖与所述目标穿刺点位置之间的相对位置、所述穿刺针的第一运动路径。

7.如权利要求6所述的穿刺导航系统，还包括校正模块，其中，所述校正模块包括：

比较单元，配置为比较所述穿刺规划信息的所述进针方向和所述显示模块实时可视化的所述第一运动路径的当前方向，确定所述进针方向与所述当前方向之间的偏差值；

校正控制单元，配置为：响应于所述偏差值大于等于预设角度偏差，基于所述偏差值更新所述穿刺针的第一运动路径以更新所述第二运动路径，使得所述导航处理模块基于更新后的第二运动路径，通过所述至少一个穿刺控制件进行所述穿刺针的导航，直至所述进针方向与所述当前方向之间的偏差值小于所述预设角度偏差。