[发明专利]一种CT三维成像引导的消融针导向手术方法及系统

说明书

本发明公开了一种CT三维成像引导的消融针导向手术方法及系统，包括消融手术执行机构、工作站、磁场定位装置，消融手术执行机构包括末端设有消融针的机械臂、机械臂控制器，机械臂安装于CT扫描床上，磁场定位装置包括发射装置与接收装置，发射装置为磁场发生器，接收装置为贴于患者体表的若干片磁感应片。工作站设有主控系统，所述机械臂控制器根据主控系统控制信号控制机械臂运动。本发明能够清晰快速的重建病灶处三维模型，并根据三维模型设定消融手术路径，根据磁场定位装置进行空间定位，并根据所设定的消融手术路径精准的控制机械臂姿态与位置，确保消融手术的精确性与安全性。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种CT三维成像引导的消融针导向手术方法及系统。

背景技术

目前临床上基于CT引导的肿瘤热消融治疗，一般先通过个人经验以及对二维CT影像的理解，凭经验拟定肿瘤消融计划。在治疗中，医师在CT影像的引导下，凭借手眼协调能力及个人经验将热消融针穿刺到肿瘤内部。CT引导下肝肿瘤热消融治疗成功的关键是热消融针的精准定位和穿刺。临床治疗中的定位与穿刺受医师的个人经验和能力影响，不同的手术医师制定的消融计划往往是不同的，治疗过程和效果也是有差异的。人工调节消融穿刺时会存在较大的误差，对于腹腔及腹腔内部肿瘤而言，微小的角度差异都会导致无法准确命中病灶，这样，在穿刺过程中，需要多次进针调整进针角度，增加了手术风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CT三维成像引导的消融针导向手术方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种CT三维成像引导的消融针导向系统，包括消融手术执行机构、工作站、磁场定位装置，所述消融手术执行机构包括末端设有消融针的机械臂、机械臂控制器，所述机械臂安装于CT扫描床上，所述磁场定位装置包括发射装置与接收装置，所述发射装置为磁场发生器，所述接收装置为贴于患者体表的若干片磁感应片。所述工作站设有主控系统，所述机械臂控制器根据主控系统控制信号控制机械臂运动。

进一步的，所述主控系统包括图像采集及重建模块、导航定位坐标模块、患者呼吸检测模块、手术路径规划模块、机械臂控制模块、术后评估模块、虚拟手术培训模块；

所述图像采集及重建模块可根据患者二维CT图像重建病灶三维模型；

所述患者呼吸检测模块，能根据贴于患者的体表磁感应片的监测人体呼吸运动变化；

所述导航定位坐标模块能将机械臂坐标系、三维模型图像坐标系和患者坐标系通过坐标变换统一到同一个空间坐标下，从而建立起坐标变换关系，为手术导航模块以及手术路径规划模块提供精确空间坐标数据；

所述手术路径规划模块可根据三维模型确定入针点与病灶区，根据导航定位坐标模块输出的空间坐标，选择最优的手术规划措施，包括消融手术预规划进针点、进针角度、进针深度、消融功率；

所述机械臂控制模块能根据导航定位坐标模块输出的空间坐标、手术路径规划模块输出的最优路径，对机械臂控制器发送控制命令，对消融手术机械臂进行控制。

所述术后评估模块能在手术完成后重新进行CT扫描，重新建立三维模型，观察治疗区域范围及邻近重要组织结构情况，评价手术效果及制定下一步治疗方式。

所述虚拟手术培训模块可模拟消融手术操作过程，可用于新手医师对消融手术过程进行学习与培训。

进一步的，所述工作站还设有治疗方案数据库与手术历史数据库，所述治疗方案数据库用于存储不同情况下消融手术治疗方案，所述手术历史数据库用于存储每次手术实施措施数据。

进一步的，所述治疗方案数据库与手术历史数据库可为所述虚拟手术培训模块提供数据支持。