[发明专利]一种机器人辅助穿刺方法、系统及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗辅助设备领域，更具体地说，涉及一种机器人辅助穿刺方法及系统，还涉及一种机器人辅助穿刺装置。

背景技术

传统中，医生在为患者做穿刺手术时，通过CT、X光机等医学影像引导定位体表穿刺点，然后由医生依据自身经验徒手进行穿刺手术，而对于经验不够丰富的医生，穿刺过程中还会在X射线引导下调整进针方向直至到达目标位。

存在的问题是：在做穿刺手术的过程中，医生只能徒手穿刺，过分依赖与医生的临床经验，无法准确判断是否已经到达最佳穿刺点，一方面造成了很大的手术风险，另一方面，由于需要不停的反复通过CT等医学影像设备多次调节验证，直至到达目标位，使患者和医务人员长时间地暴露在X射线下，造成了医务人员受到了不必要的辐射伤害，而且穿刺效率较低。

综上所述，如何有效地解决在穿刺手术时到达最佳穿刺点需根据医生经验进行判断、手术风险大等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机器人辅助穿刺方法，解决在穿刺手术时到达最佳穿刺点需根据医生经验进行判断、手术风险大等问题，本发明的第二个目的是提供一种机器人辅助穿刺系统，本发明的第三个目的是提供一种机器人辅助穿刺装置。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人辅助穿刺方法，包括：

接收穿刺对象的医学影像信号，对所述穿刺对象的病灶和软组织进行建模，得到病灶三维模型和软组织模型；

根据所述病灶三维模型和所述软组织模型，规划穿刺路径；

根据所述穿刺路径，确定所述穿刺对象的体表穿刺点和进针角度；

根据所述体表穿刺点和所述进针角度，控制穿刺执行装置移动至相应的体表穿刺位置，所述穿刺执行装置包括穿刺针和带动所述穿刺针移动的穿刺动力组件；

根据所述穿刺路径，控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点。

优选地，所述根据所述穿刺路径，控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点，具体包括：

获得根据预设规则扫描所述穿刺对象得到的所述穿刺针的实时位置和目标靶点位置，实时修正所述穿刺路径，并控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点。

优选地，所述根据所述穿刺路径，控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点，具体包括：

接收与所述穿刺针同步的虚拟穿刺组件根据所述穿刺路径对虚拟穿刺对象穿刺的实际穿刺路径信号，根据所述实际穿刺路径信号同步控制所述穿刺针对所述穿刺对象进行穿刺。

优选地，所述方法还包括：

获取所述穿刺针与软组织间的阻力信号，并将所述阻力信号发送至所述虚拟穿刺组件。

优选地，所述根据所述体表穿刺点和所述进针角度，控制穿刺执行装置移动至相应的体表穿刺位置前，所述方法还包括：

分别获取所述病灶与CT床间的空间相对坐标、所述病灶与所述体表穿刺点间的空间相对坐标和所述CT床与所述穿刺针的空间相对坐标；

确定所述体表穿刺点与所述穿刺针间的空间相对坐标。

本发明还提供了一种机器人辅助穿刺系统，包括：

医学影像获取单元，用于接收穿刺对象的医学影像信号，对所述穿刺对象的病灶和软组织进行建模，得到病灶三维模型和软组织模型；

控制单元，用于根据所述医学影像获取单元得到的所述病灶三维模型和所述软组织模型，规划穿刺路径；根据所述穿刺路径，确定所述穿刺对象的体表穿刺点和进针角度；根据所述体表穿刺点和所述进针角度，控制穿刺执行装置移动至相应的体表穿刺位置，所述穿刺执行装置包括穿刺针和带动所述穿刺针移动的穿刺动力组件；根据所述穿刺路径，控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点。

优选地，所述控制单元具体包括：

穿刺路径修正单元：用于获得根据预设规则扫描所述穿刺对象得到的所述穿刺针的实时位置和目标靶点位置，实时修正所述穿刺路径，并控制所述穿刺针进行穿刺至目标靶点。

优选地，所述控制单元，具体包括：

虚拟穿刺组件信号获取单元，用于接收与所述穿刺针同步的虚拟穿刺组件根据所述穿刺路径对虚拟穿刺对象穿刺的实际穿刺路径信号；

穿刺针同步控制单元，用于根据所述虚拟穿刺组件信号获取单元接收的实际穿刺路径信号，同步控制所述穿刺针对所述穿刺对象进行穿刺。

优选地，所述控制单元还包括：

穿刺针力反馈单元，用于获取所述穿刺针与软组织的阻力信号，并将所述阻力信号发送至所述虚拟穿刺组件。

本发明还提供了一种机器人辅助穿刺装置，包括：