[发明专利]超声引导下穿刺姿态监测方法及装置

权利要求书

1.一种超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，包括：

以超声换能器的探头与扫查部位接触的皮肤表面作为探头平面；

获取穿刺针中心轴线与所述探头平面的第一夹角，以及获取所述穿刺针中心轴线与所述超声换能器的超声平面的第二夹角；

将第一夹角与第二夹角分别与参考值进行比对，并输出比对结果。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述超声平面与所述探头平面垂直。

3.根据权利要求2所述的超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，所述获取穿刺针中心轴线与所述探头平面的第一夹角包括：

在穿刺针的操作手柄上设置第一三自由度加速度传感器，在超声换能器上设置第二三自由度加速度传感器；

获取第一三自由度加速度传感器中与穿刺针中心轴线对应的第一坐标信息集；

获取第二三自由度加速度传感器中与超声换能器短轴中心截面对应的第二坐标信息集，以及与探头平面对应的第三坐标信息集；

将第一坐标信息集、第二坐标信息集、第三坐标信息集投影至绝对系坐标中，根据穿刺针中心轴线与绝对系坐标中的水平方向之间的夹角a和超声换能器短轴中心截面的投影与水平方向之间的夹角b，计算出穿刺针中心轴线与探头平面之间的夹角，即第一夹角。

4.根据权利要求3所述的超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，所述获取所述穿刺针中心轴线与所述超声换能器的超声平面的第二夹角包括：

获取第二三自由度加速度传感器中超声换能器长轴中心截面对应的第四坐标信息集；

根据第二三自由度加速度传感器坐标系与第一三自由度加速度传感器坐标系之间的关系，获取穿刺针中心轴线的坐标信息集在第二三自由度加速度传感器坐标系中对应的第五坐标信息集；

根据第四坐标信息集和第五坐标信息集计算出穿刺针中心轴线与超声换能器长轴中心截面的夹角，即第二夹角。

5.根据权利要求1至4中任一所述的超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，在所述穿刺针的操作手柄上还设置第一三自由度角速度传感器，以获取所述穿刺针绕其中心轴线的角加速度。

6.根据权利要求5所述的超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，在所述超声换能器上设置第二三自由度角速度传感器，用以获取超声平面的角速度。

7.根据权利要求6所述的超声引导下穿刺姿态监测方法，其特征在于，在所述穿刺针的操作手柄上还设置力传感器，以获取穿刺针在插入皮肤组织时，所述皮肤组织对所述穿刺针顶端及针壁产生的阻力。

8.一种超声引导下穿刺姿态监测装置，包括超声换能器和穿刺针，其特征在于，还包括：

第一三自由度加速度传感器，设置在所述穿刺针的操作手柄上，用于建立与穿刺针中心轴线对应的第一坐标信息集；

第二三自由度加速度传感器，设置在所述超声换能器上，用于建立与超声换能器短轴中心截面对应的第二坐标信息集；

运算模块，与所述第一三自由度加速度传感器和第二三自由度加速度传感器通讯连接，用于计算穿刺针中心轴线与探头平面的第一夹角、以及穿刺针中心轴线与超声换能器的超声平面的第二夹角，以及将第一夹角与第二夹角分别与参考值进行比对并输出比对结果；

所述探头平面为超声换能器的探头与扫查部位接触的皮肤表面。

9.根据权利要求8所述的超声引导下穿刺姿态监测装置，其特征在于，还包括设置在所述穿刺针的操作手柄上的第一三自由度角速度传感器，以获取所述穿刺针绕其中心轴线的角加速度。

10.根据权利要求8所述的超声引导下穿刺姿态监测装置，其特征在于，还包括设置在所述超声换能器上的第二三自由度角速度传感器，用以获取超声平面的角速度。