一种微创介入治疗导航系统的制作方法

本发明涉及治疗导航系统，尤其涉及一种微创介入治疗导航系统。

背景技术：

1、现有技术中，自2000年至2018年，微创手术的使用增长率高达462％，微创手术不仅改变了介入医学的治疗标准，也改变了患者的康复方式，使得居家康复成为可能，其导航系统为现有外科手术器械提供了微创能力，通过添加传感器和磁场发生器，使得医生可以无需移动病人就能通过显示器查看仪器的三维位置。

2、中国专利公开号：cn112641514b公开了一种微创介入导航系统与方法包括：规划模块：用于术前医学影像处理，划分出目标区域；导航初始化模块：用于基于所述划分出的目标区域进行全自动在线导航初始化确定二维虚拟内窥镜相机的方向；运动预测模块：用于基于所述二维虚拟内窥镜相机的方向进行相对运动预测；定位模块：用于基于判别性结构相似性度函数、经过相对运动预测得到的相对运动参数预测结果以及所述二维真实内窥镜相机的最优相机位姿，确定所述二维虚拟内窥镜相机在三维术前医学影像空间的位置与方向，所述定位模块包括三状态呼吸运动导航误差补偿机制，所述误差补偿机制包括：在病患最大呼气状态、正常屏住呼吸状态、最大吸气状态，三次采集术前医学影像数据；通过对三次采集到的术前医学影像数据进行插值，把人体呼吸状态分成12个状态，相当于对于同一个病患有12个术前医学影像数据；通过在所述正常屏住呼吸状态所预测的相机位姿信息在另外11个术前医学影像中产生11张二维虚拟内窥镜相机图像，再计算二维真实内窥镜相机图像与11张二维虚拟内窥镜相机图像之间的相似度；找到所述相似度最大所对应的术前医学影像状态，计算该状态与正常屏住呼吸状态之间的变换关系矩阵；确定所述二维真实内窥镜相机的最优的相机位姿：最优的相机位姿＝在正常屏住呼吸状态所预测的相机位姿*所述变换关系矩阵。由此可见，所述一种微创介入导航系统与方法存在导航系统误差程度高和准确性、实时性低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种微创介入治疗导航系统，用以克服现有技术中导航系统误差程度高和准确性、实时性低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种微创介入治疗导航系统，包括：

3、数据采集模块，用以根据电磁定位确定病变范围与病变结构的空间坐标参数以形成基础图像数据；

4、数据处理模块，其与所述数据采集模块相连，用以对所述基础图像数据进行预处理以形成模型图像数据；

5、路径规划模块，其与所述数据处理模块相连，用以通过坐标变换对所述模型图像数据创建导航路径；

6、显示模块，其所述路径规划模块相连，用以在用户端对导航路径进行显示；

7、控制模块，其分别与所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述路径规划模块以及所述显示模块相连，用以根据导航路径的差异量判定数据处理模块的误差程度不符合要求时，调节所述基础图像数据的筛选次数或初步判定路径规划模块的准确性是否符合要求并根据所述模型图像数据的坐标变换量二次判定路径规划模块的准确性，

8、以及，在二次判定所述路径规划模块的准确性不符合要求时，调节所述电磁定位的信号发射功率或根据所述模型图像数据的误差量比例调节所述基础图像数据对比类型的数量。

9、进一步地，还包括分别与所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述路径规划模块、所述显示模块以及所述控制模块相连的用以分别将所述基础图像数据、所述模型图像数据以及所述导航路径传输至所述对应模块的通信模块。

10、进一步地，所述通信模块包括用以对所述基础图像数据中的特定数据进行捕获的钩取单元和用以对所述特定数据进行整理标注的打标单元。

11、进一步地，所述数据处理模块包括：

12、数据预处理单元，用以对所述基础图像数据进行筛选、滤波处理以及图像分割以形成初始模型数据；

13、模型构建单元，其与所述数据预处理单元相连，用以根据所述初始模型数据三维重建以形成孪生仿真模型和模型图像数据。

14、进一步地，路径规划模块包括：

15、模型更新单元，其与所述数据处理模块相连，用以对所述模型图像数据和所述空间坐标数据进行坐标变换；

16、路径构建单元，其与所述模型更新单元相连，用以对所述坐标变换的结果进行分析以创建导航路径。

17、进一步地，所述控制模块与所述路径规划模块相连，用以获取导航路径坐标参数，并计算其与物理导航坐标参数的差值得出实际手术路径的差异量，在所述差异量大于等于预设第二差异量时，判定所述数据处理模块的误差程度不符合要求，并对所述基础图像数据的筛选次数进行增加，

18、若所述坐标变换量大于预设第一差异量且小于预设第二差异量，所述控制模块初步判定所述路径规划模块的准确性不符合要求。

19、进一步地，所述控制模块分别与所述数据处理模块和所述路径规划模块相连，用以根据所述模型图像数据的坐标参数和所述空间坐标参数计算模型图像数据的坐标变换量，在所述坐标变换量大于等于预设第二变换量时，二次判定所述路径规划模块的准确性不符合要求，并对所述电磁定位的信号发射功率进行增大，

20、若所述坐标变换量大于预设第一坐标变换量且小于预设第二坐标变换量，所述控制模块初步判定所述显示模块的实时性不符合要求。

21、进一步地，所述坐标转换量为模型图像数据的坐标参数与坐标转换后的空间坐标参数的差值。

22、进一步地，所述控制模块与所述显示模块相连，用以获取孪生仿真模型仿真出现误差的模型图像数据的比例模型图像数据的误差量比例，在所述误差量比例大于预设误差量比例时，二次判定所述显示模块的实时性不符合要求，并对所述基础图像数据对比类型的数量进行增加。

23、进一步地，增加后的所述基础图像数据对比类型的数量通过所述误差量比例与所述预设误差量比例的差值确定。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统微创介入治疗导航系统通过设置数据采集模块对病变数据进行采集，自动化地从介入治疗中获取实时、准确的数据，并将其转化为结构化的数据格式，在数据采集过程中，可能会遇到不规范、不完整或不一致的数据，数据采集模块能够对这些数据进行清洗，提高数据的准确性和可靠性，以及提高采集速度和容错性；系统通过设置数据处理模块，能够将数据进行整合，实现了提高数据的完整性和一致性，通过设置显示模块，通过信息交互实现了提高微创介入手术的实时性，由于每个人的生理结构和疾病情况都有所不同，显示模块通过根据患者个体数据建立精确的模型，模拟人体系统的功能和病理变化，实现了提高个体化治疗的有效性；通过设置控制模块，调节基础图像数据的筛选次数实现了对系统误差程度的降低，通过调节电磁定位的信号发射功率实现了系统准确性的提高，通过调节基础图像数据对比类型的数量进行调整实现了系统实时性的提高。

25、进一步地，本发明所述系统通过设置通信模块以及其中的钩子机制、打标机制在微创介入治疗导航系统中，可以动态地调整手术导航系统的参数或显示方式，钩子机制使得系统的各个部分更加模块化，实现了降低代码之间的耦合度，当某个模块出现问题时，可以单独进行修复或替换，而不会影响其他模块的正常运行；数据打标机制可以确保在微创介入治疗导航系统中使用的数据具有明确的标识和来源，通过对数据进行打标，可以区分不同来源、不同质量、不同格式的数据，从而实现在数据处理和分析过程中使用正确的数据，通过数据打标机制，可以追溯数据的来源和处理过程，实现了提高系统的稳定性和可靠性。

26、进一步地，本发明所述系统通过设置数据预处理单元，对采集到的原始数据中包含的噪声、错误或异常值进行识别并清洗这实现了提高数据质量，通过模型构建单元能够重建出高质量的图像，如三维血管模型、病变部位图像等，通过优化图像质量，实现了更清晰地识别病变位置和血管结构，进一步实现了提高手术的精确性和安全性。

27、进一步地，本发明所述系统通过设置模型更新单元和路径构建单元，实时更新模型，提供更准确的手术路径规划和风险评估，根据患者的病变情况和手术目标，自动规划出最优的手术路径，实现了对手术效率和准确性的提高。