体外碎石手术冲击波入射点的处理方法、装置及处理设备

本申请涉及图像处理领域，具体涉及体外碎石手术冲击波入射点的处理方法、装置及处理设备。

背景技术：

1、肾结石也称尿石病，是一种常见的肾脏疾病，因为尿石病易患且威胁健康，医疗上越来越致力于为病人提供无创安全的治疗方案，对于直径小于2cm的结石，首选体外冲击波碎石手术，目前，体外冲击波碎石手术(extracorporeal shock wave lithotripsy，eswl)是唯一可用于尿石症患者的非侵入性疗法，除了无创性之外，副作用也较小，被广泛应用于肾结石疾病的临床治疗。

2、然而，在传统手术场景下，需要医生全程进行手动操控，且二维超声图像存在分辨率低和视野狭小的情况，因此医生对结石的定位极易受到骨骼或气体的干扰，而这就容易影响到手术的精度与安全性。

3、且当前阶段，体外碎石手术(简称)的入射路径的规划，较大程度依赖于医生的人工选择，该方法显然对医生技术要求较高，与此同时也存在一个问题，即，仅凭医生的个人经验，很难考虑到多种入射情况，难以做到面面俱到，不合理的路径容易影到治疗效果，且可能导致肾脏肿瘤复发，更有甚者将诱发并发症。

4、显然，对于现有技术中体外碎石手术入射路径的处理依赖于医生的人工操作，存在处理精度不稳定的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了体外碎石手术冲击波入射点的处理方法、装置及处理设备，用于为体外碎石手术的表皮入射点提供了一套操作便捷且可保持高精度处理效果的自动化处理方案，由此可以为体外碎石手术提供强有力的数据参考，可以促使体外碎石手术高效、高精度地展开。

2、第一方面，本申请提供了一种体外碎石手术冲击波入射点的处理方法，方法包括：

3、将采集的ct数据转化为初始点云；

4、通过基于chan-vese模型的水平集算法，从初始点云中提取出肾脏区域点云；

5、在肾脏区域点云中，结合肾脏区域不同组织器官对应的不同hu值，筛选出结石点云；

6、在初始点云中，对初始点云通过轮廓提取算法，识别出腹部点云；

7、在腹部点云和结石点云的基础上，结合构建的冲击波焦距和冲击波严重衰减区域这两者的约束模型，通过基于octree的k近邻算法，搜索在体外碎石手术方面取得最佳入射路径的表皮入射点坐标。

8、第二方面，本申请提供了一种体外碎石手术冲击波入射点的处理装置，装置包括：

9、转化单元，用于将采集的ct数据转化为初始点云；

10、提取单元，用于通过基于chan-vese模型的水平集算法，从初始点云中提取出肾脏区域点云；筛选单元，用于在肾脏区域点云中，结合肾脏区域不同组织器官对应的不同hu值，筛选出结石点云；

11、识别单元，用于在初始点云中，对初始点云通过轮廓提取算法，识别出腹部点云；

12、搜索单元，用于在腹部点云和结石点云的基础上，结合构建的冲击波焦距和冲击波严重衰减区域这两者的约束模型，通过基于octree的k近邻算法，搜索在体外碎石手术方面取得最佳入射路径的表皮入射点坐标。

13、第三方面，本申请提供了一种处理设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。

14、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。

15、从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：

16、聚焦于体外碎石手术的表皮入射点的选择目标，本申请将采集的ct数据转化为初始点云后，通过基于chan-vese模型的水平集算法，从初始点云中提取出肾脏区域点云，接着在肾脏区域点云中，结合肾脏区域不同组织器官对应的不同hu值，筛选出结石点云，此外在初始点云中，通过轮廓提取算法，识别出腹部点云，此时在腹部点云和结石点云的基础上，结合构建的冲击波焦距和冲击波严重衰减区域这两者的约束模型，通过基于octree的k近邻算法，搜索在体外碎石手术方面取得最佳入射路径的表皮入射点坐标，在该处理过程中，本申请从ct数据出发，打造了一系列的处理架构，为体外碎石手术的表皮入射点提供了一套操作便捷且可保持高精度处理效果的自动化处理方案，由此可以为体外碎石手术提供强有力的数据参考，可以促使体外碎石手术高效、高精度地展开。

技术特征：

1.一种体外碎石手术冲击波入射点的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于chan-vese模型的水平集算法配置有以下内容：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加窗阈值化处理的窗宽采用400hu值，窗位采用125hu值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，迭代过程中肾脏演化迭代曲线函数具体表示为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮廓提取算法配置有以下处理内容：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲击波严重衰减区域具体包括肚皮区域、骨骼区域和气体区域，所述肚皮区域、所述骨骼区域和所述气体区域所涉及的点云均被转化成octree结构。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表皮入射点坐标的位置信息包括三维坐标信息和欧拉角信息，所述欧拉角信息的计算过程包括以下内容：

8.一种体外碎石手术冲击波入射点的处理装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种处理设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结本申请提供了体外碎石手术冲击波入射点的处理方法、装置及处理设备，用于为体外碎石手术的表皮入射点提供了一套操作便捷且可保持高精度处理效果的自动化处理方案，由此可以为体外碎石手术提供强有力的数据参考。方法包括：将采集的CT数据转化为初始点云；通过基于chan‑vese模型的水平集算法，从初始点云中提取出肾脏区域点云；在肾脏区域点云中，结合肾脏区域不同组织器官对应的不同HU值，筛选出结石点云；在初始点云中，通过轮廓提取算法，识别出腹部点云；在腹部点云和结石点云的基础上，结合约束模型，通过基于octree的k近邻算法，搜索取得最佳入射路径的表皮入射点坐标。技术研发人员：李聪,朱颖心,寻阳,何建文,王少刚,刘威,彭凯,陈昊轩,苗林韬,钟明亮受保护的技术使用者：华中科技大学同济医学院附属同济医院技术研发日：技术公布日：2024/9/2