一种肺穿刺定位路径规划系统的制作方法

本发明属于肺穿刺定位，具体涉及一种肺穿刺定位路径规划系统。

背景技术：

1、随着影像诊断技术发展，使得早期肺部病变的发现变得越来越早，越来越容易，而需要外科治疗的肺小结节的检出率也越来越容易。一般切除1cm以下的肺部病变组织时都会进行术前定位，即通过ct引导下经皮穿刺实现肺小结节定位；术前定位多采用定位针，其末端带定位钩的金属丝作为定位锚。

2、肺定位针进行穿刺定位时，需要在ct引导下进行穿刺，但ct又不能实时成像，因此一般都是术前先拍摄一张术前影像图片，根据术前影像图片进行规划后再进行穿刺，在穿刺过程中还需数次拍摄ct以查验和修正穿刺方向，确保穿刺针准确的穿刺至病变组织中，这样导致医生操作繁琐、耗时长，同时多次拍摄ct也对病人的身体健康产生一定的影响，因此开发一种肺穿刺路径规划的系统，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种肺穿刺定位路径规划系统，能够提高穿刺精度，降低对临床经验的依赖，确保肺穿刺术前规划的准确性，保障患者的健康。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种肺穿刺定位路径规划系统，包括信息采集模块、预处理模块、路径规划模块、路径评估模块以及路径输出模块；

4、所述信息采集模块用于获取待穿刺肺部区域下各个角度的医学影像数据；

5、所述预处理模块用于对医学影像数据进行预处理和特征提取，识别出肺部区域，以及所述肺部区域的关键结构；

6、所述路径规划模块用于获取穿刺区域，并结合所述关键结构的位置和形态，生成多个模拟穿刺路径，并汇总为穿刺路径集；

7、所述路径评估模块用于根据评估条件对模拟穿刺路径进行评估，确定最优穿刺路径以及备选穿刺路径，其中，所述评估条件包括路径长度、组织损伤度、穿刺角度以及调控风险；

8、所述路径输出模块用于将最优穿刺路径以可视化方式展示给用户，并同步提供对应的穿刺参数。

9、在一种优选方案中，所述信息采集模块包括影像采集单元和影像质量评估单元；

10、所述影像采集单元用于通过医用影像设备从多个角度采集待穿刺肺部区域的医学影像数据；

11、所述影像质量评估单元用于根据预设的检查条件对采集到的医学影像数据进行质量检查，并在发现影像质量问题时提醒用户重新采集，所述检查条件包括图像的清晰度、分辨率以及噪声水平。

12、在一种优选方案中，所述预处理模块包括图像分割单元和特征识别单元；

13、所述图像分割单元用于对穿刺区域和肺部区域之间的医学影像数据进行提取，得到穿刺规划区域下的影像数据，并记录为基准影像数据，再从基准影像数据中将肺部区域，以及肺部周围的组织结构进行分离；

14、所述特征识别单元用于识别肺部区域的关键结构，所述关键结构包括病灶区域、肺部血管和支气管所在区域。

15、在一种优选方案中，所述路径规划模块包括路径规划单元和路径生成单元；

16、所述路径规划单元用于根据病灶区域和关键结构的位置及形态，确定穿刺的定位区域，并在所述定位区域内设置多穿刺定位点，并以所述穿刺定位点为基准，向所述穿刺区域进行延伸，得到多个基准穿刺路径，且将接触到血管、骨骼、叶间隙、纵膈的所述基准穿刺路径去除，其余路径记录为模拟穿刺路径；

17、所述路径生成单元用于采集模拟穿刺路径的路径轨迹、长度和角度信息，并汇总形成穿刺路径集。

18、在一种优选方案中，所述路径评估模块包括评估条件设置单元和路径选择单元；

19、所述评估条件设置单元用于设置并调整路径评估的评估条件，所述评估条件包括路径长度、组织损伤度、穿刺角度以及调控风险；

20、所述路径选择单元则根据评估条件，对穿刺路径集中的所有模拟穿刺路径进行量化评估，并将量化评估的结果记录为路径评分，再将模拟穿刺路径按照路径评分的大小进行排列，且将排序位次最高的模拟穿刺路径记录为最优穿刺路径；

21、所述备选穿刺路径输出时，对所述最优穿刺路径下的路径评分进行偏移处理，并将其偏移结果标定为筛选评分，且将大于或等于筛选评分下路径评分对应的模拟穿刺路径记录为备选穿刺路径。

22、在一种优选方案中，所述路径长度依据穿刺针的长度进行设置，所述路径长度的取值小于穿刺针的长度。

23、在一种优选方案中，所述模拟穿刺路径输出后，会同步确定各个所述模拟穿刺路径下的障碍物，并生成避障路径；

24、获取各个所述障碍物下避障路径对应的穿刺针调节角度，以及调节过程中，所述穿刺针对组织的挤压度，并根据所述穿刺针对组织的挤压度，确定其对应的组织损伤度，并记录为第一损伤参数；

25、获取穿刺针贯穿组织的组织损伤度，并记录为第二损伤参数，再将所述第二损伤参数与第一损伤参数进行比较；

26、若所述第一损伤参数大于第二损伤参数，则表明此避障路径无效，且不将该避障路径加入至模拟穿刺路径中；

27、若所述第二损伤参数小于或等于第一损伤参数，则表明此避障路径有效，并将该避障路径加入至模拟穿刺路径中。

28、在一种优选方案中，所述穿刺角度对应多个评价区间，所述评价区间包括低风险区间、中风险区间和高风险区间；

29、若所述避障路径位于低风险角度区间内，则将所述避障路径记录为容许执行路径，反之，则将所述避障路径记录为风险执行路径；

30、其中，所述风险执行路径下，同步发出告警信号，以及询问指令，并在用户确定后，继续执行模拟穿刺路径的规划。

31、在一种优选方案中，所述路径输出模块包括可视化界面单元和参数输出单元。

32、所述可视化界面单元用于将最优穿刺路径以三维图像的方式在界面上进行展示，包括最优穿刺路径的空间走向和关键结构的位置关系；

33、所述参数输出单元用于将最优穿刺路径对应的穿刺参数进行整理和输出，所述穿刺参数包括穿刺点的位置坐标、穿刺路径的具体轨迹、所需的穿刺深度以及推荐的穿刺角度；

34、其中，所述参数输出单元将穿刺参数以文本或图表的形式输出。

35、本发明还提供了，一种电子设备，所述电子设备包括：

36、至少一个处理器；

37、以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

38、其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的肺穿刺定位路径规划系统。

39、本发明取得的技术效果为：

40、本发明通过信息采集模块获取肺部区域的医学影像数据，并经过预处理模块提取关键结构和特征信息，随后，路径规划模块基于这些信息生成多个模拟穿刺路径，并通过路径评估模块根据预设的评估条件对路径进行量化评估，确定最优穿刺路径以及备选穿刺路径，最后，路径输出模块以可视化方式展示最优穿刺路径，并提供相应的穿刺参数，方便医生进行精确的肺穿刺操作，在穿刺路径的确定过程中，还通过避障路径的生成和评估，进一步优化了穿刺路径的选择，降低了穿刺风险，使得医生可以更加准确、快速地确定肺穿刺的定位路径，减少了穿刺过程中的不确定性，提高了穿刺的准确性和安全性。