[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

权利要求书

1.一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，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，从而对机械臂进行控制；

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。

3.根据权利要求1所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，所述治疗方案数据库与手术历史数据库可为虚拟手术培训模块提供数据支持。

5.根据权利要求1所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，所述机械臂为四自由度以上的机械臂，所述机械臂上设有图像传感器，所述图像传感器与工作站信号互连。

6.根据权利要求1所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，所述工作站设有若干块显示屏和键盘，所述若干块显示屏能分别显示图像传感器的图像与病灶三维模型，所述键盘与手术路径规划模块信号相连。

7.根据权利要求1所述的一种CT三维成像引导的消融针导向系统，其特征在于，所述机械臂控制模块通过USB数据线与机械臂控制器信号相连。

8.根据权利要求2所述的一种CT三维成像引导的消融针导向手术方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将病人放置于CT扫描床上，并在病人体表粘贴若干磁感应片；

S2、CT扫描床对患者病灶处进行扫描，建立病灶处的三维模型；

S3、建立基于磁场坐标、三维模型坐标、患者坐标的空间坐标系，为机械臂导航提供精确空间坐标；

S4、根据病灶处的三维模型以及患者呼吸频率，设定最优手术规划路径及包括进针点、进针角度、进针深度、消融功率的手术措施；

S5、根据所述最优手术规划路径及措施，控制机械臂进行消融手术；

S6、对手术后的病灶处重新进行扫描，重新建立病灶处的三维模型，与步骤S2中的病灶处的三维模型进行对比，判断手术效果。