[发明专利]一种器械介入装置和系统

说明书

本申请实施例提供了一种器械介入装置和系统，属于医疗器械技术领域。所述器械介入装置包括图像点云模块，实时点云模块，点云配准模块，实时误差模块，介入安全线模块以及输出模块，通过上述模块之间的相互连接和协作，计算出图像点云和实时点云进行点云配准的实时误差和介入安全线，当实时误差低于介入安全线时，向外输出介入信号，以便医务人员执行器械的介入过程。本申请实施例能够以人体某一时刻的体表与目标区域的位置关系为基准来确定器械介入的时机，避免了判断介入时机时对人工经验的依赖。

技术领域

本申请实施例涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种器械介入装置和系统。

背景技术

在现有的微创治疗的介入过程中，介入器械以何种路径以及何时进行介入都是完成整个介入过程的关键。

目前的介入路径多采用术前的医学影像，并根据该术前的医学影像规划介入路径，从而达到介入过程能避开主要血管以及某些器官的目的，进而使介入器械准确到达目标区域。

但是由于人体的呼吸在介入的过程中不停止，因此人体体内的血管以及各个脏器的位置都会在呼吸过程中随时变化，导致器械的介入过程非常依赖医生的个人经验，甚至可能需要多个医生相互配合，并需要同时利用超声图像实时获取血管以及各个脏器的实际位置，但是一方面超声成像为扇形图像，成像质量不理想，对超声图像的理解和对生理结构的想象基本依赖医生的经验，另一方面超声图像是二维图像，其只能反映出一个平面下的各种生理结构，不能从总体上反映出人体血管以及各个脏器之间的相对位置。

综上所述，运用现有的介入技术不能准确地规划介入路径和介入时机。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种器械介入装置和系统，该介入装置和系统避免了介入路径和介入时机对人工经验的依赖，以人体某一时刻的体表与目标区域的位置关系为基准来确定器械介入的时机。

第一方面，本申请实施例提供了一种器械介入装置，包括：

图像点云模块，实时点云模块，点云配准模块，实时误差模块，介入安全线模块以及输出模块，其中：

图像点云模块和点云配准模块连接，用于从医学影像中获取人体体表的图像点云，并把得到的图像点云发送到点云配准模块；

实时点云模块和点云配准模块连接，用于获取人体体表的实时点云，并把得到的实时点云发送到点云配准模块；

点云配准模块和图像点云模块，实时点云模块以及实时误差模块连接，用于根据接收到的人体体表的图像点云和实时点云，对图像点云和实时点云进行实时配准，以得到实时配准数据，并把实时配准数据发送到实时误差模块；

实时误差模块和点云配准模块，介入安全线模块以及输出模块连接，用于根据接收到的实时配准数据计算实时误差，并把实时误差发送到介入安全线模块和输出模块；

介入安全线模块和实时误差模块以及输出模块连接，用于根据目标区域体积，规划介入长度以及误差最大值得到介入安全线，并把介入安全线发送到输出模块；

输出模块和实时误差模块以及介入安全线模块连接，用于当接收到的实时误差低于介入安全线时，输出介入信号。

可选地，介入安全线模块和实时误差模块以及输出模块连接，用于根据目标区域体积，规划介入长度，误差最大值，以及介入器械刚度得到介入安全线，并把介入安全线发送到输出模块。

可选地，实时误差模块根据接收到的实时配准数据所计算的实时误差E为实时配准数据中每对配准点之间的欧几里得距离的平方和，具体公式为：

其中，n为实时配准数据中配准点的对数，||S(i)-S′(i)||为每对配准点之间的欧几里得距离。