CN109567939A - 一种经皮穿刺最优路径规划方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种经皮穿刺最优路径规划方法及装置,所述方法包括:模拟微波消融针产生的热场;根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。所述装置执行上述方法。本发明实施例提供的方法及装置,能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
Description
技术领域
本发明实施例涉及手术规划技术领域,具体涉及一种经皮穿刺最优路径规划方法及装置。
背景技术
通常,在手术之前,需要预先进行手术规划,而手术用针(例如微波消融针)的经皮穿刺路径规划是手术规划的难点。
现有技术预先在人体腹部三维模型上模拟出病灶所在位置的目标点、微波消融针通过体表上的可进针区域进入人体腹部三维模型、危险区域,危险区域即是微波消融针进针时需避免穿透的区域,然后再模拟出能够绕过上述危险区域的可行经皮穿刺路径,但是,上述可行经皮穿刺路径通常有多条,如何进一步选择最优经皮穿刺路径,通常需要人工经验判断,既容易出错、且效率低下。
因此,如何避免上述缺陷,能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划,成为亟须解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供一种经皮穿刺最优路径规划方法及装置。
第一方面,本发明实施例提供一种经皮穿刺最优路径规划方法,所述方法包括:
模拟微波消融针产生的热场;
根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
第二方面,本发明实施例提供一种经皮穿刺最优路径规划装置,所述装置包括:
第一模拟单元,用于模拟微波消融针产生的热场;
第二模拟单元,用于根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
优化单元,用于计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,其中,
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如下方法:
模拟微波消融针产生的热场;
根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
第四方面,本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,包括:
所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行如下方法:
模拟微波消融针产生的热场;
根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法及装置,在获得多条可行经皮穿刺路径的基础上,通过重合度获取到目标可行经皮穿刺路径,再对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,从而能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例经皮穿刺最优路径规划方法流程示意图;
图2为本发明实施例可行经皮穿刺路径模拟示意图;
图3为本发明实施例经皮穿刺最优路径规划装置结构示意图;
图4为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例经皮穿刺最优路径规划方法流程示意图,如图1所示,本发明实施例提供的一种经皮穿刺最优路径规划方法,包括以下步骤:
S101:模拟微波消融针产生的热场。
具体的,装置模拟微波消融针产生的热场。可以采用如下方式:
步骤一:通过Pennes生物传热方程建立基础热场量效关系。
步骤二:通过不同功率下做体模实验得到的结果,并通过有限元模型法拟合步骤一中的基础热场量效关系,得到比吸收率SAR。
步骤三:通过比吸收率SAR以及基础热场量效关系可以得到热场与时间、空间、功率之间的关系,并建立热场的方程。
步骤四:通过编码,得到空间上的SAR矩阵。将SAR矩阵进行输出结果作为模拟出的由微波消融针产生的热场。
S102:根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径。
具体的,装置根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径。目标点可以用位置坐标表示,对可进针区域的位置、形状、面积等不作具体限定。模拟危险区域即是模拟微波消融针在进针时需避免穿透的区域,例如腹腔器官、血管、骨骼等,模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域的具体方法为本领域成熟技术,不再赘述。需要说明的是:该可行经皮穿刺路径是直线段,不是折线或曲线。可行经皮穿刺路径可以理解为模拟出的能够绕过上述危险区域的路径。可以基于碰撞检测算法模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径,例如:
首先,根据危险区域的模型(网格组件Mesh)获取模拟危险区域外表面的点集(Mesh顶点)。
然后,分别计算点和线段(经皮穿刺路径)最小距离,取最小值,如果该最小值小于预设阈值,则该经皮穿刺路径视为发生碰撞,需要剔除;如果该最小值大于等于预设阈值,则该经皮穿刺路径视为未发生碰撞,需要保留。图2为本发明实施例可行经皮穿刺路径模拟示意图,如图2所示,目标点可以看做a,可进针区域上的点可以看做b,在危险区域上取点P(根据位置不同可以为P1~P3,在线段ab上的投影分别为C1~C3),以使P到线段ab之间的距离最短。
有三种情况:
a.C在线段ab内,参见C1,此时点P到线段ab的距离为P1C1。
b.C在线段ab外,在射线ba上,参见C2,此时点P到线段ab的距离为P2a。
c.C在线段ab外,在射线ab上,参见C3,此时点P到线段ab的距离为P3b。
然后分别将P1C1、P2a和P3b与上述预设阈值相比较,从而确定是否发生碰撞。
需要说明的是,上述S101和S102的先后次序不作具体限定。
S103:计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
具体的,装置计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。具体说明如下:
以一条可行经皮穿刺路径对应的热场为例,该热场对应的空间区域为V1,目标点对应的空间区域为V2,再计算V1和V2之间的重合度,具体重合度的计算方法为本领域成熟技术,不再赘述。通过选择较大或最大重合度对应的可行经皮穿刺路径,能够确保微波消融针在灭杀病灶的同时,对正常组织的损伤最小。第一预设条件可以为所述重合度大于预设重合度阈值,预设重合度阈值可以根据实际情况自主设置;或者选择重合度数值最大的可行经皮穿刺路径、且重合度数值最大的可行经皮穿刺路径有多条。需要说明的是:如果选择重合度数值最大的可行经皮穿刺路径,且该路径只有一条,则可以直接将该条路径作为最优经皮穿刺路径。例如:可行经皮穿刺路径为L1~L5五条,如果有四条(例如L1~L4)满足第一预设条件,则L1~L4为目标可行经皮穿刺路径。
进一步地,所述模拟危险区域为多个,该步骤可以具体包括:根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径。最短距离的说明可以参照上述图2的说明,进一步,该步骤还可以具体包括:将数值最小的最短距离作为与其中一条目标可行经皮穿刺路径对应的候选最短距离,并遍历所有目标可行经皮穿刺路径,直到获取所有目标可行经皮穿刺路径分别对应的候选最短距离,并组成候选最短距离集合。举例说明如下:模拟危险区域为两个,分别为肝脏X和胰腺Y,对于其中一条目标可行经皮穿刺路径L1,对应的最短距离分别为L1X和L1Y,如果L1X小于L1Y,则将L1X作为与L1对应的候选最短距离,同理,其他目标可行经皮穿刺路径L2~L4,分别对应的候选最短距离分别为L2X、L3Y和L4Y,候选最短距离集合为{L1X、L2X、L3Y、L4Y}。
在所述候选最短距离集合中将满足第二预设条件的候选最短距离对应的目标可行经皮穿刺路径作为候选经皮穿刺路径。第二预设条件为候选最短距离小于预设距离阈值,预设距离阈值可以根据实际情况自主设置;或者选择候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径、且候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径有多条。需要说明的是:如果选择候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径,且该路径只有一条,则可以直接将该条路径作为最优经皮穿刺路径。参照上述举例,如果L1X、L2X、L3Y满足第二预设条件,则候选经皮穿刺路径为L1~L3。
选择经皮穿刺路径最长的候选经皮穿刺路径作为所述最优经皮穿刺路径。参照上述举例,如果L1的经皮穿刺路径最长,则选择L1作为最优经皮穿刺路径。需要说明的是:选择经皮穿刺路径最长的候选经皮穿刺路径作为最优经皮穿刺路径的目的是:增加经皮穿刺路径规划的可容错性。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法,在获得多条可行经皮穿刺路径的基础上,通过重合度获取到目标可行经皮穿刺路径,再对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,从而能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述模拟危险区域为多个;相应的,所述根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径,包括:
根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径。
具体的,装置根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径。可参照上述实施例,不再赘述。
选择经皮穿刺路径最长的候选经皮穿刺路径作为所述最优经皮穿刺路径。
具体的,装置选择经皮穿刺路径最长的候选经皮穿刺路径作为所述最优经皮穿刺路径。可参照上述实施例,不再赘述。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法,进一步能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径,包括:
将数值最小的最短距离作为与其中一条目标可行经皮穿刺路径对应的候选最短距离,并遍历所有目标可行经皮穿刺路径,直到获取所有目标可行经皮穿刺路径分别对应的候选最短距离,并组成候选最短距离集合。
具体的,装置将数值最小的最短距离作为与其中一条目标可行经皮穿刺路径对应的候选最短距离,并遍历所有目标可行经皮穿刺路径,直到获取所有目标可行经皮穿刺路径分别对应的候选最短距离,并组成候选最短距离集合。可参照上述实施例,不再赘述。
在所述候选最短距离集合中将满足第二预设条件的候选最短距离对应的目标可行经皮穿刺路径作为候选经皮穿刺路径。
具体的,装置在所述候选最短距离集合中将满足第二预设条件的候选最短距离对应的目标可行经皮穿刺路径作为候选经皮穿刺路径。可参照上述实施例,不再赘述。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法,进一步能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述第一预设条件为所述重合度大于预设重合度阈值;或者选择重合度数值最大的可行经皮穿刺路径、且重合度数值最大的可行经皮穿刺路径有多条。
具体的,装置中的所述第一预设条件为所述重合度大于预设重合度阈值;或者选择重合度数值最大的可行经皮穿刺路径、且重合度数值最大的可行经皮穿刺路径有多条。可参照上述实施例,不再赘述。
本发明实施例提供经皮穿刺最优路径规划方法,通过合理设置第一预设条件,能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述第二预设条件为候选最短距离小于预设距离阈值;或者选择候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径、且候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径有多条。
具体的,装置中的所述第二预设条件为候选最短距离小于预设距离阈值;或者选择候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径、且候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径有多条。可参照上述实施例,不再赘述。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法,通过合理设置第二预设条件,能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述获取最优经皮穿刺路径的步骤之后,所述方法还包括:
融合显示所述最优经皮穿刺路径。
具体的,装置融合显示所述最优经皮穿刺路径。对融合和显示的方式不作具体限定。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划方法,通过融合显示最优经皮穿刺路径,可以便于医生进行手术前的规划。
在上述实施例的基础上,所述融合显示所述最优经皮穿刺路径,包括:
渲染腹部的医学图像。
具体的,装置渲染腹部的医学图像。医学图像可以是CT图像。可以通过窗位窗宽的设置增强DICOM图像的显示效果。
对所述医学图像中的腹部器官的mesh模型进行渲染。
具体的,装置对所述医学图像中的腹部器官的mesh模型进行渲染。腹部器官的具体器官不作具体限定。
对所述模拟病灶的mesh模型进行渲染。
具体的,装置对所述模拟病灶的mesh模型进行渲染。需要说明的是:上述渲染的先后步骤顺序不作具体限定。
对所述最优经皮穿刺路径进行渲染。并对渲染后的腹部器官的mesh模型、模拟病灶的mesh模型和最优经皮穿刺路径相融合、并显示。
具体的,装置对所述最优经皮穿刺路径进行渲染。并对渲染后的腹部器官的mesh模型、模拟病灶的mesh模型和最优经皮穿刺路径相融合、并显示。即通过将上述相融合的内容显示在图一张图像中,进一步可以便于医生进行手术前的规划。
本发明实施例提供经皮穿刺最优路径规划方法,进一步可以便于医生进行手术前的规划。
图3为本发明实施例经皮穿刺最优路径规划装置结构示意图,如图3所示,本发明实施例提供了一种经皮穿刺最优路径规划装置,包括获取单元301、确定单元302和处理单元303,其中:
第一模拟单元301用于模拟微波消融针产生的热场;第二模拟单元302用于根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;优化单元303用于计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
具体的,第一模拟单元301用于模拟微波消融针产生的热场;第二模拟单元302用于根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;优化单元303用于计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划装置,在获得多条可行经皮穿刺路径的基础上,通过重合度获取到目标可行经皮穿刺路径,再对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,从而能够准确、高效地规划出最优经皮穿刺路径,进而有效辅助医生进行手术前的规划。
本发明实施例提供的经皮穿刺最优路径规划装置具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程,其功能在此不再赘述,可以参照上述方法实施例的详细描述。
图4为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图,如图4所示,所述电子设备包括:处理器(processor)401、存储器(memory)402和总线403;
其中,所述处理器401、存储器402通过总线403完成相互间的通信;
所述处理器401用于调用所述存储器402中的程序指令,以执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:模拟微波消融针产生的热场;根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
本实施例公开一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:模拟微波消融针产生的热场;根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:模拟微波消融针产生的热场;根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种经皮穿刺最优路径规划方法,其特征在于,包括:
模拟微波消融针产生的热场;
根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模拟危险区域为多个;相应的,所述根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径,包括:
根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径;
选择经皮穿刺路径最长的候选经皮穿刺路径作为所述最优经皮穿刺路径。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据每条目标可行经皮穿刺路径分别与每个模拟危险区域外表面之间的最短距离,确定候选经皮穿刺路径,包括:
将数值最小的最短距离作为与其中一条目标可行经皮穿刺路径对应的候选最短距离,并遍历所有目标可行经皮穿刺路径,直到获取所有目标可行经皮穿刺路径分别对应的候选最短距离,并组成候选最短距离集合;
在所述候选最短距离集合中将满足第二预设条件的候选最短距离对应的目标可行经皮穿刺路径作为候选经皮穿刺路径。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一预设条件为所述重合度大于预设重合度阈值;或者选择重合度数值最大的可行经皮穿刺路径、且重合度数值最大的可行经皮穿刺路径有多条。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二预设条件为候选最短距离小于预设距离阈值;或者选择候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径、且候选最短距离最小的目标可行经皮穿刺路径有多条。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法,其特征在于,所述获取最优经皮穿刺路径的步骤之后,所述方法还包括:
融合显示所述最优经皮穿刺路径。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述融合显示所述最优经皮穿刺路径,包括:
渲染腹部的医学图像;
对所述医学图像中的腹部器官的mesh模型进行渲染;
对所述模拟病灶的mesh模型进行渲染;
对所述最优经皮穿刺路径进行渲染;并对渲染后的腹部器官的mesh模型、模拟病灶的mesh模型和最优经皮穿刺路径相融合、并显示。
8.一种经皮穿刺最优路径规划装置,其特征在于,包括:
第一模拟单元,用于模拟微波消融针产生的热场;
第二模拟单元,用于根据模拟病灶所在位置的目标点、模拟所述微波消融针在体表上的可进针区域、模拟危险区域,模拟出所述微波消融针的多条可行经皮穿刺路径;
优化单元,用于计算多条可行经皮穿刺路径分别对应的热场与所述目标点的重合度,若判断获知所述重合度满足第一预设条件,则确定目标可行经皮穿刺路径,并根据所述目标可行经皮穿刺路径与所述模拟危险区域,对目标可行经皮穿刺路径进行筛选,以获取最优经皮穿刺路径。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,其中,
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110110723A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-09 | 艾瑞迈迪科技石家庄有限公司 | 一种图像中目标区域自动提取的方法及装置 |
CN110432985A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 中山大学肿瘤防治中心 | 介入消融方案模拟方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN110517782A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-29 | 浙江德尚韵兴医疗科技有限公司 | 基于比吸收率计算的微波消融消融灶快速模拟方法及系统 |
CN110619679A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-27 | 真健康(北京)医疗科技有限公司 | 一种路径自动规划装置及方法 |
CN111067618A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 华科精准(北京)医疗科技有限公司 | 激光间质热疗的模拟方法和设备 |
CN111743626A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-09 | 海杰亚(北京)医疗器械有限公司 | 肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备 |
CN112043377A (zh) * | 2020-10-12 | 2020-12-08 | 中国人民解放军总医院第五医学中心 | Ct任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法及系统 |
CN112370162A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-19 | 哈尔滨医科大学 | 一种通过多重约束建立图像模型穿刺消融路径的方法 |
WO2022110635A1 (zh) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 上海睿刀医疗科技有限公司 | 一种基于病灶区域的电极针布针装置及方法 |
WO2023160025A1 (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 上海商汤智能科技有限公司 | 图像分析方法及装置、设备、存储介质、程序产品 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101859341A (zh) * | 2009-04-13 | 2010-10-13 | 盛林 | 影像引导消融治疗手术规划装置 |
US20140022245A1 (en) * | 2009-04-01 | 2014-01-23 | Covidien Lp | Microwave ablation system and user-controlled ablation size and method of use |
CN103970988A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-08-06 | 中国人民解放军总医院 | 消融针穿刺路径规划方法及系统 |
CN107049475A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-08-18 | 纪建松 | 肝癌局部消融方法及系统 |
-
2018
- 2018-12-10 CN CN201811503184.8A patent/CN109567939A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140022245A1 (en) * | 2009-04-01 | 2014-01-23 | Covidien Lp | Microwave ablation system and user-controlled ablation size and method of use |
CN101859341A (zh) * | 2009-04-13 | 2010-10-13 | 盛林 | 影像引导消融治疗手术规划装置 |
CN103970988A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-08-06 | 中国人民解放军总医院 | 消融针穿刺路径规划方法及系统 |
CN107049475A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-08-18 | 纪建松 | 肝癌局部消融方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
乔雪梅: "肝癌微波热消融手术计划系统研究", 《生命科学仪器》 * |
刘少丽: "医疗机器人大肿瘤多针穿刺手术规划", 《机器人》 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110110723A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-09 | 艾瑞迈迪科技石家庄有限公司 | 一种图像中目标区域自动提取的方法及装置 |
CN110432985B (zh) * | 2019-08-01 | 2021-08-31 | 中山大学肿瘤防治中心 | 介入消融方案模拟方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN110432985A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 中山大学肿瘤防治中心 | 介入消融方案模拟方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN110619679A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-27 | 真健康(北京)医疗科技有限公司 | 一种路径自动规划装置及方法 |
CN110619679B (zh) * | 2019-09-10 | 2022-05-31 | 真健康(北京)医疗科技有限公司 | 一种路径自动规划装置及方法 |
CN110517782A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-29 | 浙江德尚韵兴医疗科技有限公司 | 基于比吸收率计算的微波消融消融灶快速模拟方法及系统 |
CN110517782B (zh) * | 2019-09-17 | 2022-07-12 | 浙江德尚韵兴医疗科技有限公司 | 基于比吸收率计算的微波消融消融灶快速模拟方法及系统 |
CN111067618A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 华科精准(北京)医疗科技有限公司 | 激光间质热疗的模拟方法和设备 |
CN111743626B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-09-10 | 海杰亚(北京)医疗器械有限公司 | 肿瘤穿刺路径获得设备及存储介质 |
CN111743626A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-09 | 海杰亚(北京)医疗器械有限公司 | 肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备 |
CN112043377A (zh) * | 2020-10-12 | 2020-12-08 | 中国人民解放军总医院第五医学中心 | Ct任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法及系统 |
CN112370162A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-19 | 哈尔滨医科大学 | 一种通过多重约束建立图像模型穿刺消融路径的方法 |
WO2022110635A1 (zh) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 上海睿刀医疗科技有限公司 | 一种基于病灶区域的电极针布针装置及方法 |
WO2023160025A1 (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 上海商汤智能科技有限公司 | 图像分析方法及装置、设备、存储介质、程序产品 |
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