[发明专利]一种用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航系统

说明书

一种用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航装置，所述用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航装置包括光学定位装置(1)、被追踪物体(2)、二维手持式超声扫描设备(3)、超声探头(4)、图像工作站(5)和显示设备(6)。其中，超声探头(4)与二维手持式超声扫描设备(3)连接，图像工作站(5)进一步包括图像采集卡(51)，二维手持式超声扫描设备(3)将信号输出给图像采集卡(51)，图像采集卡(51)处理后输出给显示设备(6)。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。具体涉及一种可以用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航系统。

背景技术

甲状腺结节发病率日益增加，随着高频超声的普遍应用，人群中甲状腺结节的发生率可高达19％–68％。高频超声是甲状腺结节首选的影像学检查方法，超声引导细针穿刺细胞学检查是诊断甲状腺结节良恶性的首选方法。对于体积较大产生压迫症状和影响外观的良性结节，超声引导下热消融治疗是国内外指南推荐的微创治疗方法；对于颈部复发转移性甲状腺癌以及原发低危微小乳头状癌，超声引导热消融治疗也可以有效杀灭病灶，减少手术引起的损伤，提高患者生活质量，具有良好的临床应用价值。

甲状腺周围有包括气管、食管、喉返神经、颈动脉、迷走神经等组织器官，解剖关系复杂。为了避免热消融过程中热量过高对周围组织的损伤，需要采用移动消融的方法，逐点消融，最后累积成足够的消融范围。消融范围由消融针移动的范围所决定，具有一定的主观性。

由于消融产生气化，而且消融后组织回声不均匀，消融区域消融针显示不清晰。虽然移动消融技术通过从深方到浅方，从头侧到尾侧(或从尾侧到头侧)的逐点消融，使未消融的区域尽量处于气体遮挡区域外，然而由于气体产生的量和分布的位置具有不确定性，仍然会导致遮挡的发生。

消融针显示不清晰，导致出现以下问题：1.部分病灶消融不完全，没有达到足够的安全边界，或部分肿瘤组织被漏掉没有完全消融；2.为了避免肿瘤组织被漏掉而补充消融导致消融总能量增加对周围组织产生损伤；3.消融针位置不能良好显示，位置过深而伤及周围组织结构。上述问题的存在，导致超声引导甲状腺结节热消融治疗的疗效和并发症的发生率与操作者经验密切相关，学习曲线较长，限制该技术的普及和推广。

目前基于磁导航的融合成像，被用于引导超声不可见位置的介入手术。也有学者基于磁导航技术建立甲状腺消融术中导航系统。但是上述导航系统装置有局限性，表现为：1.仪器装置复杂，不便于手术操作；2.磁场可能与消融仪器的信号互相干扰；3.甲状腺距离周围重要结构较近，对消融术中导航要求的精度高，目前磁导航的精度不足以满足所有甲状腺结节消融的要求。

因此，目前亟需适用于超声引导甲状腺消融术的导航系统，可以实时显示消融针针尖位置，以精确引导消融手术。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航装置，所述用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航装置包括光学定位装置(1)、被追踪物体(2)、二维手持式超声扫描设备(3)、超声探头(4)、图像工作站(5)和显示设备(6)。其中，超声探头(4)与二维手持式超声扫描设备(3)连接，图像工作站(5)进一步包括图像采集卡(51)，二维手持式超声扫描设备(3)将信号输出给图像采集卡(51)，图像采集卡(51)处理后输出给显示设备(6)。

根据本发明的一种实施方式，例如，光学定位装置(1)包括高精度高速双目立体摄像头，所述高精度高速双目立体摄像头配置为用于观察目标，实现左右摄像机图像采集、标记点亚像素坐标提取、左右摄像机标记点立体匹配、标记点三维坐标计算的功能；

优选的，在所述用于超声引导甲状腺肿瘤热消融的手术导航装置中，所述高精度高速双目立体摄像头配置为用于定位被追踪物体(2)的位置；

优选的，当被追踪物体(2)为消融针时，用于定位消融针尖端点标定，标定消融针的尖端点以及超声探头，并对超声图像、超声探头以及手术工具的空间姿态进行跟踪定位。