[发明专利]一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统

说明书

一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，包括影像学设备，用于采集患者的图像数据，所述影像学设备上设置有影像学设备原点；介入移动影像工作站，用于接收来自所述影像学设备的图像数据；辅助穿刺导航装置，包括显示屏，所述显示屏上设置有至少三个摄像头，本发明通过介入移动影像工作站采集到的患者信息，供操作者选择出一条较佳的穿刺路径，结合显示屏，显示生成的AR穿刺辅助线引导穿刺针穿入的AR图像，操作者进行穿刺时，可以参考显示屏中的AR图像中的穿刺辅助线进行穿刺，操作简单，穿刺更加精确，穿刺效率高，降低患者穿刺风险。

技术领域

本发明涉及一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统。

背景技术

穿刺是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，或向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术。

穿刺过程中，操作者无法直接看到人体内部的情况，入针点A的选取取决于操作者的经验，同时操作者无法确认穿刺针的针端是否扎入患者体内的目标穿刺点，当完成一次穿刺操作后，接下来通过影像学设备采集的图像信息，判断穿刺针是否达到目标穿刺点，穿刺针针端与目标穿刺点的距离、穿刺针针端与目标穿刺点偏离的角度位置，操作者根据采集的图像信息重新调整穿刺针进行穿刺，即整个穿刺手术是需要穿刺操作结合影像学设备采集实现的，可能需要反复多次穿刺、多次采集才能完成穿刺手术，主要依靠操作者的个人操作经验，穿刺时间长，难度高，且患者承担风险高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于AR增强现实的辅助穿刺导航系统，包括影像学设备，用于采集患者的图像数据，所述影像学设备上设置有影像学设备原点；介入移动影像工作站，用于接收来自所述影像学设备的图像数据，并将所述图像数据转三维化处理，在匹配所述原点的医学影像三维空间坐标系内，生成并显示医学影像3D图像，供操作者查看和选取入针点A和穿刺点T，并根据选取的入针点A和穿刺点T的位置坐标，生成所述入针点A与所述穿刺点T之间具有穿刺路径的3D图像观察平面，通过查看与/或选定旋转所述直线从而供操作者参考并判断，直至选出一条合适的直线作为穿刺路径，并将确认的穿刺路径的入针点A作为靶点；辅助穿刺导航装置，包括显示屏，所述显示屏上设置有至少三个摄像头，辅助穿刺导航装置的CPU可根据各个所述摄像头采集到的图像数据得到患者靶点位置、影像学设备周围匹配的标志板环境与显示屏位置。

在某些实施方式中，所述影像学设备可以为CT扫描仪、磁共振成像设备、超声成像设备、核医学成像设备中的一种。

在某些实施方式中，所述影像学设备还包括用于覆盖在患者身上从而能够采集患者包含有图像坐标点的图像数据的CT定位网。

在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括固定设置于所述影像学设备周围能够反映所述影像学设备原点位置的至少一个标志板，所述标志板分布于影像学设备原点、影像学设备手术台面、影像学设备周围空间、天花板、周围墙壁中的至少一个上，三个摄像头中至少一个摄像头用于追踪并采集所述标志板。

在某些实施方式中，所述标志板为ArUco标识板。

在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括依照张正友标定法进行显示屏的内参采集从而得到显示屏的内参的棋盘格标定图纸，所述棋盘格标定图纸铺设于基于影像学设备原点的环境标志板坐标系Zw＝0的平面上，所述影像学设备原点位于棋盘格标定图纸的固定一角，三个摄像头中至少一个摄像头用于采集棋盘格标定图纸图片。

在某些实施方式中，所述显示屏上设置有陀螺仪。

在某些实施方式中，所述辅助穿刺导航系统还包括设置于所述靶点上的靶点色贴，所述靶点色贴是颜色与皮肤色和环境色有明显区别的色环贴，所述靶点色贴中心开设有直径2mm的孔洞，三个摄像头中至少两个个摄像头用于采集所述靶点色贴。