[發明專利]一種用于輔助穿刺系統的病灶位置動態跟蹤方法

在審

• 申請號: 202210025317.5
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114343845A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 劉劍
• 申請（專利權）人: 上海睿觸科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30;A61B17/34
• 代理公司: 上海科政專利代理事務所(普通合伙) 31463
• 代理人: 楊軍

1.一種用于輔助穿刺系統的病灶位置動態跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)，將裝有相機(1)的支架(2)安裝在CT病床(8)旁，患者(7)依據病灶部位，平躺或側躺于病床(8)上，將標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)分別粘于患者病灶(6)體表附近，且確保三個標記物均在攝像頭視野范圍內；

步驟2)，進行CT掃描，獲取DICOM圖像數據；

步驟3)，處理圖像數據，獲得標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的中心點與病灶(6)在CT圖像坐標系下的位置信息，計算得到病灶(6)及標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)相對于床板的坐標，得到病灶(6)與標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的相對位置關系；

步驟4)，在穿刺機器人進行定位穿刺之前，利用相機(1)獲取標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的實時坐標；

步驟5)，將標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的實時坐標轉換至床板坐標系中，通過相對位置關系反算病灶(6)的最新坐標；

步驟6)，患者吸氣并屏住呼吸，穿刺機器人系統根據獲得的病灶動態位置信息，實時更新機器人執行機構的目標位置，完成精準穿刺。

2.如權利要求1所述的動態跟蹤方法，其特征在于：步驟1)中，標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)選取不同形狀或不同顏色的圖形，其選用的材料為可被CT掃描成像的材料。

3.如權利要求1所述的動態跟蹤方法，其特征在于：步驟3)中，以床板為基準建立坐標系，依據圖像坐標系與床板坐標系之間的關系，得到病灶(6)在床板坐標系下的坐標，記為P_o(X_p、Y_p、Z_p)，標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的中心點在床板坐標系下的坐標分別記為A₁(X_a、Y_a、Z_a)、B₁(X_b、Y_b、Z_b)、C₁(X_c、Y_c、Z_c)，即得到在床板坐標系下，病灶(6)與標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的相對位置關系。

4.如權利要求3所述的動態跟蹤方法，其特征在于：步驟4)中，在穿刺機器人進行定位穿刺之前，利用相機(1)實時獲得標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)的中心點在相機(1)坐標系下的位置，坐標分別記為A′₁(X′_a、Y′_a、Z′_a)、B′₁(X′_b、Y′_b、Z′_b)、C′₁(X′_c、Y′_c、Z′_c)，依據相機(1)坐標系與床板坐標系的相對位置關系，獲得三個標記物在床板坐標系下的實時坐標，分別記為A″₁(X″_a、Y″_a、Z″_a)、B″₁(X″_b、Y″_b、Z″_b)、C″₁(X″_c、Y″_c、Z″_c)。

5.如權利要求4所述的動態跟蹤方法，其特征在于：步驟5)中，根據CT的DICOM圖像得到的病灶(6)與標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)之間在床板坐標系下的相對位置關系，以及攝像頭1得到的標記物一(3)、標記物二(4)、標記物三(5)在床板坐標系下的實時坐標信息，計算得到病灶(6)在床板坐標系下的實時坐標信息，記為P′₀(X′_p、Y′_p、Z′_p)。