[发明专利]一种电磁定位的超声穿刺导航方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种超声穿刺导航方法，尤其涉及一种电磁定位的超声穿刺导航方法。

背景技术

超声穿刺导航作为介入性超声的重要组成部分，是超声辅助治疗的重要手段。传统的超声穿刺导航主要是采用导向装置法，该技术比较成熟，但依旧存在穿刺针的方向与声束夹角偏小，穿刺针与扫查平面不平行，容易造成对针尖位置的错误判断，部分容积效应也常造成监视和引导失误，对病灶位置的判断很大程度上依靠临床医生的经验等缺点，容易引起穿刺误差，造成创伤和并发症。

发明内容

本发明针对现有技术中容易误穿刺、造成创伤和并发症等缺陷，运用电磁定位技术，结合超声穿刺导航，目的是提供一种电磁定位的超声穿刺导航方法，实现精度高、操作方便、可以实现任意角度的准确定位的解决方案。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种电磁定位的超声穿刺导航方法，依次由下述步骤组成，

A．在导航软件子系统的控制下，通过穿刺定位系统跟踪和采集探头和穿刺针的位置信息，其中穿刺定位系统为电磁穿刺定位系统；

B．电磁穿刺定位系统将采集到的信息传输至导航软件子系统中的ARM处理器，然后进行数据校准和后处理；

C．导航软件子系统将经过校准和后处理的信息传输至超声影像设备进行可视化显示。

利用电磁穿刺定位系统，精度高、操作方便，可以实现任意角度的准确定位。超声技术和电磁定位导航技术都属于安全无辐射技术，只需把发射器移至靠近穿刺位置即可，无需固定导向装置，操作简单、灵活、方便、无辐射。

作为优选，步骤A中的电磁穿刺定位系统通过磁场发射器与探头接收器和穿刺针接收器收发信息，从而跟踪和采集探头和穿刺针的位置信息。穿刺时可以实时显示穿刺针的路径，并且在任意角度清楚观察到针尖所处的位置，提高穿刺的准确性。而且可以进行术前手术计划，鉴别穿刺路径中的血管结构，减少出血并发症的发生，提高安全性。在穿刺过程中，可以改变穿刺针或探头的方向、角度，保证最佳穿刺平面与最佳成像平面的一致性。

作为优选，步骤A中的在导航软件子系统的控制下，具体是在导航软件子系统内的FPGA芯片内部包含的探头控制模块的控制下。

作为优选，步骤B中的数据校准和后处理，具体是ARM处理器通过导航软件子系统中的FPGA芯片来实现字符界面信息和图像信息的转换，即FPGA芯片既接收扫描直接获得的图像信息，又对超声图像与导航位置信息进行综合处理，最终将二者的信息叠加来驱动一个超声影像设备，ARM处理器通过数据总线、控制总线、地址总线与FPGA芯片进行数据交互。超声影像设备界面显示的是一个融合图像信息，要同时显示超声图像信息与字符界面信息，而超声图像信息又由两部分构成，一部分为扫描直接获得的图像信息，另一部分为电磁穿刺定位系统得到的穿刺针、探头位置信息。

作为优选，步骤C中的导航软件子系统，具体是导航软件子系统内的FPGA芯片内部包含的超声处理模块将经过校准和后处理的信息传输至超声影像设备进行可视化显示。

作为优选，导航软件子系统采用ARM+FPGA双核架构，ARM处理器主要负责系统的实时控制，而FPGA芯片主要负责超声图像信息的采集和处理、探头控制、各种信息的合成显示。

作为优选，ARM处理器主要负责按键响应、字符界面的显示和应用软件的选择。 

导航软件子系统包括ARM处理器和FPGA芯片，FPGA芯片分别与ARM处理器、电磁穿刺定位系统和超声影像设备相连，ARM处理器通过总线控制部件互连和数据传输。ARM处理器为一种微处理器，FPGA芯片为现场可编程门阵列芯片，主要由可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块等七部分组成。本发明采用的是一个ARM+FPGA双核架构，ARM处理器主要负责系统的实时控制，如按键响应、字符界面的显示、应用软件的选择等，而FPGA芯片主要负责超声图像信息的采集和处理、探头控制、各种信息的合成显示，一幅完整的超声图像是由ARM处理器输出的字符显示控制界面与FPGA芯片处理得到的超声图像组成的。ARM处理器将参数信息以控制字表的形式通过系统总线发送给FPGA芯片，该FPGA芯片根据控制表进行超声图像处理操作。