[发明专利]一种基于实时建模的精准穿刺取样系统

权利要求书

1.一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，用于在不改变患者检查体位的状态下实现精准取样，其特征在于，包括：

检测建模系统，用于对患者兴趣部位通过断层扫描生产三维模型获取兴趣区域的组织位置、尺寸以生成取样穿刺针道，具体由移动平扫单元和三维重建单元组成；

引导穿刺系统，用于执行检测建模系统生成的取样穿刺针道，包括用于接收取样穿刺针道的数据解析单元和用于执行取样穿刺针道的穿刺执行单元，所述穿刺执行单元具有360°围绕兴趣区域的导轨和滑动设置在所述导轨上具有多轴偏转的穿刺套管，所述穿刺套管内安装有用于取样的穿刺针；

所述检测建模系统和引导穿刺系统共用同一空间坐标原点且以患者头足侧为z轴、腹背侧为y轴、左右侧为x轴。

2.根据权利要求1所述的一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，其特征在于：所述检测建模系统包括用于获取患者断层图像的移动平扫单元和三维重建单元，所述移动平扫单元包括用于接收兴趣区域信息以确定平扫范围、层厚的数据接收单元，中央处理单元，执行单元A和数据存储单元，所述执行单元A包括同步协同运行的断层平扫模块和直线移动模块；所述三维重建单元包括用于接收并对数据存储单元发送的断层扫描图像进行排序的数据识别单元，以及将排序处理后的图像进行逐一融合形成三维模型的图像融合单元，三维模型通过区分标注单元进行自动/人工手动进行颜色区分显示，还包括用于读取兴趣区域中目标组织中心坐标并计算生成满足穿刺条件的多个可行的取样穿刺针道的针道生成单元；其中，穿刺条件包括：①取样穿刺针道与危及器官不交叉；②穿刺捷径短，所述穿刺捷径是指患者体表入针点距离目标组织中心的直线距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，其特征在于：所述图像融合单元包括用于识别断层扫描图像斑块边缘的轮廓识别模块，用于识别读取图像斑块边缘方位极点并进行标记的极点标记模块，以及将相邻两张断层扫描图像中对应极点进行匹配并融合为单张断层扫描图的极点匹配模块。

4.根据权利要求1-3所述的一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，其特征在于：所述引导穿刺系统包括用于将取样穿刺针道转换成可执行带空间坐标信息的数据解析单元，所述数据解析单元包括将取样穿刺针道解析为带空间坐标信息和空间方位的坐标解析模块，所述带空间坐标信息和空间方位的信息为在空间坐标范围内的空间矢量；以及用于将空间矢量与引导穿刺系统可执行范围进行对比的判别执行模块；

若判别执行模块判别的结果为“是”，则数据解析单元将空间矢量数据发送至穿刺执行单元执行引导；若判别执行模块判别的结果为“否”，则数据解析单元将空间矢量数据反馈至三维重建单元，停止执行。

5.根据权利要求4所述的一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，其特征在于：所述穿刺执行单元包括由多轴转动连接组成的万向转动机构以控制所述穿刺套管所在方向与空间矢量一致。

6.根据权利要求5所述的一种基于实时建模的精准穿刺取样系统，其特征在于：所述穿刺执行单元包括解码单元，驱动单元，执行单元B和反馈单元，所述解码单元包括解码器A、解码器B和解码器C；驱动单元包括驱动器A、驱动器B和驱动器C；执行单元B包括伺服电机A、伺服电机B和伺服电机C；反馈单元包括编码器A、编码器B和编码器C；

所述解码器A、驱动器A、伺服电机A和编码器A用于控制第一轴转动，即驱动穿刺套管沿导轨360°转动并反馈实际执行角度进行二次校验；

所述解码器B、驱动器B、伺服电机B和编码器B用于控制第二轴转动，所述解码器C、驱动器C、伺服电机C和编码器C用于控制第三轴转动，所述第一轴、第二轴和第三轴之间的角度互为90°或45°。