CN111358553B - 一种穿支皮瓣构建方法、装置、计算机设备及可存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于计算机技术领域，提供了穿支皮瓣构建方法、装置、计算机设备及可存储介质，其中，所述方法包括获取供区扫描图像；根据供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；根据优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；在供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；根据优势穿支血管的图像信息以及优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与供区部位模型适配的穿支皮瓣。本发明创新性将体表显影定位膜应用于穿支皮瓣设计中，实现对优势穿支血管与供区体表之间的位置关系进行精准定位，将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，有利设计与供区匹配度高的穿支皮瓣。

Description

一种穿支皮瓣构建方法、装置、计算机设备及可存储介质

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种穿支皮瓣构建方法、装置、计算机设备及可存储介质。

背景技术

穿支皮瓣是显微外科皮瓣移植的新发展，符合组织移植“受区修复重建好，供区破坏损失小”的原则，但对显微外科技术要求更高，它多由管径细小(0.5mm～0.8mm)的皮肤穿支血管供血。尽管该概念在30年前就已提出，随着显微外科技术的发展，临床上穿支皮瓣在重建外科中应用的成功率越来越高，但仍有2％～4％的失败率，除去显微外科技术等关键技术外，术中寻找及解剖优势穿支血管所耗费的时间多，而不同个体及不同侧肢体的穿支血管的数目、管径、出肌点、走行都存在很大的不同。

由于穿支血管变异多，现有术前常用的对穿支血管进行定位的技术，主要包括超声、磁共振、计算机断层扫描血管造影等，虽然都能定位大部分穿支，但其无法将计算机信息传递至患者供区，只根据所获得的相关信息并无法完全精确设计出适配的穿支皮瓣，比如采用磁共振来定位穿支血管，利用计算机结合检查信息与体表标记来定位，但无准确参照物，准确度受影响，同时磁共振昂贵、时间长、有金属佩戴者禁忌等用受限；另外，也有采用3D打印方法去重建皮瓣穿支动脉，同样无准确参照物，准确度受影响，同时3D打印价格昂贵。

由此可见，现有的穿支皮瓣设计方法存在无准确参照物，无法将计算机信息传递至患者供区，准确度差，并且价格高昂的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种穿支皮瓣构建方法，旨在解决现有的穿支皮瓣设计方法存在无准确参照物，无法将计算机信息传递至患者供区，准确度差，并且价格高昂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种穿支皮瓣构建方法，包括：

获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

本发明实施例的另一目的在于一种穿支皮瓣构建装置，包括：

供区扫描图像获取单元，用于获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

图像信息确定单元，用于根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；

模型构建单元，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

位置关系确定单元，用于在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；以及

穿支皮瓣构建单元，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

本发明实施例的另一目的在于一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述穿支皮瓣构建方法的步骤。

本发明实施例的另一目的在于一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述穿支皮瓣构建方法的步骤。

本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建方法，通过从携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区扫描图像中确定优势穿支血管的图像信息，仅以该优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，进行供区部位模型的构建，提高了模型构建效率，进而根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣；本发明创新性地将体表显影定位膜应用于穿支皮瓣设计中，实现对优势穿支血管与供区体表之间的位置关系进行精准定位，可将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，有利术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助，可为手术提供了更高的准确性和安全性以及节约成本，同时缩短了手术时间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建方法的实现流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种穿支皮瓣构建方法的实现流程图；

图3为本发明实施例提供的供区扫描图像的示意图；

图4为本发明实施例提供的骨骼、血管、体表皮肤、显影定位膜的阈值区示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种穿支皮瓣构建方法的实现流程图；

图6为本发明实施例提供的显示体表皮肤以及在体表皮肤上附着有体表显影定位膜的三维模型示意图；

图7为本发明实施例提供的涉及骨骼、优势穿支血管以及体表显影定位膜的三维模型示意图；

图8为本发明实施例提供的穿支血管的口径(直径)的测量示意图；

图9为本发明实施例提供的穿支血管蒂总长度的测量示意图；

图10为本发明实施例提供的再一种穿支皮瓣构建方法的实现流程图；

图11为本发明实施例提供的优势穿支血管上的起始点、出肌点以及若干走行路径点的标记示意图；

图12为本发明实施例提供的优势穿支血管与体表显影定位膜的位置关系的切面示意图；

图13为本发明实施例提供的优势穿支血管上的起始点、出肌点以及若干走行路径点与体表显影定位膜上投影点的位置关系示意图；

图14为本发明实施例提供的体表显影定位膜上投影点的标记示意图；

图15为本发明实施例提供的体表显影定位膜上投影点与体表显影定位膜的位置关系示意图；

图16为本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图；

图17为本发明实施例提供的另一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的又一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图；

图19为本发明实施例提供的再一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。

本发明实施例为解决现有的穿支皮瓣设计方法存在无准确参照物，无法将计算机信息传递至患者供区，准确度差，并且价格高昂的技术问题，提供一种穿支皮瓣构建方法，通过从携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区扫描图像中确定优势穿支血管的图像信息，进而根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣；即创新性地将体表显影定位膜应用于穿支皮瓣设计中，实现对优势穿支血管与供区体表之间的位置关系进行精准定位，可将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，有利术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助，可为手术提供了更高的准确性和安全性以及节约成本，同时缩短了手术时间。

为了进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

图1示出了本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建方法的实现流程，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S101中，获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，供区扫描图像可以为通过计算机断层血管成像设备(CTA)进行采集获得，采集方式可以为，对放置有体表显影定位膜的供区穿支常见位置在注射造影剂后进行薄层扫描，具体地，应用螺旋CT扫描供区范围，通过静脉推注碘海醇，使用自动跟踪触发技术，选择合适触发点，开始增强扫描，获得携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区增强扫描图像。

在本发明实施例中，体表显影定位膜为具有显影坐标标识信息且可贴附在供区体表的医用贴膜，其为可透油墨材料，用于精准定位穿支血管与体表之间的位置关系。

在步骤S102中，根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，将供区扫描图像以DICOM格式的图像导入Mimics20.0软件中，根据计算机断层血管成像设备(CTA)所需DICOM格式的切面影像资料，在供区扫描图像中找到所有穿支血管图像，比如，供区不同部位的穿支血管其解剖也不相同，如腓肠内侧动脉，其发自腘动脉后，在与伴行静脉下走行约4cm后经腓肠肌内侧头上方入肌，沿途发出多个肌支及穿支，其穿支血管平均有2～3支，穿支穿出深筋膜后进入浅筋膜及皮下组织营养周围皮肤，其血管蒂长总约10cm，穿支血管蒂长为穿支血管穿出深筋膜处至穿支主干起始部的距离，约为6cm，穿支血管起始部外径平均为1.8mm；从该供区扫描图像中所有穿支血管中选取管径较粗、血管蒂长、位置合适的穿支血管，并将其确定为优势穿支血管；进而对该供区扫描图像中所有穿支血管的类型进行分析，判断其为肌肉穿支、肌间隔穿支、肌皮穿支等，有助于医护人员进行手术解剖。

在本发明实施例中，所述优势穿支血管的图像信息包括优势穿支血管的起始端、走行路径、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置以及数量信息，如图8-9分别为所选取的优势穿支血管的口径(直径)以及穿支血管蒂总长度的测量示意图，其中，该优势穿支血管的口径(直径)约为1.86mm，通过分段测量该穿支血管蒂的总长度约70mm。

在步骤S103中，根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型。

在本发明实施例中，通过Mimics20.0软件对CTA中导出的DICOM图像中的优势穿支血管、体表显影定位膜的图像信息进行三维重建对应供区部位模型。仅以该优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，进行供区部位模型的构建，提高了模型构建效率。

在步骤S104中，在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系。

在本发明实施例中，在供区部位模型中寻找所需优势穿支血管，如小腿内侧由腓肠内侧动脉发出的腓肠内侧动脉穿支血管，利用Mimics20.0软件标记该穿支血管的出肌点，将其与体表显影定位膜作垂直连线，即可得到其在体表的投影点。同理，可将该穿支血管在肌肉中的走行路径进行多点投影，从而更精确化得到该穿支血管的体表投影以及其与体表显影定位膜之间的位置关系。

在步骤S105中，根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

在本发明实施例中，根据优势穿支血管的起始端、走行路径、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置以及数量信息，结合该穿支血管的体表投影以及其与体表显影定位膜之间的位置关系，同时参考供区所需血管长度等信息设计以该穿支血管为蒂的游离皮瓣，一般尽量使穿支入皮点位于皮瓣的中上部，皮瓣面积略大于供区创面面积。

本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建方法，通过从携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区扫描图像中确定优势穿支血管的图像信息，仅以该优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，进行供区部位模型的构建，提高了模型构建效率，进而根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣；本发明创新性地将体表显影定位膜应用于穿支皮瓣设计中，实现对优势穿支血管与供区体表之间的位置关系进行精准定位，可将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，有利术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助，可为手术提供了更高的准确性和安全性以及节约成本，同时缩短了手术时间。

图2示出了本发明实施例提供的另一种穿支皮瓣构建方法的实现流程，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例类似，不同之处在于，所述步骤S102，具体包括以下步骤：

在步骤S201中，对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息。

在本发明实施例中，通过计算机断层血管成像设备(CTA)获取供区扫描图像时，如待扫描的供区部位为小腿时，通常从腹部开始扫描到小腿区域，获得如图3所示的供区小腿区域的扫描图像，其往往包含骨骼、血管、体表皮肤等，因此需要对供区扫描图像的亮度阈值进行调整，选取出骨骼、血管显影的亮度，如图4所示的骨骼、血管、体表皮肤、显影定位膜的阈值区，进而确定出骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息。

在步骤S202中，在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息。

在步骤S203中，获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息。

在本发明实施例中，通过Mimics20.0软件测量范围内可见的穿支血管，获取所有穿支血管管径及血管蒂长度等，同时记录起始、走行、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置和数量等信息。

在步骤S204中，根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，由于供区不同部位的穿支血管其解剖也不相同，如腓肠内侧动脉，其发自腘动脉后，在与伴行静脉下走行约4cm后经腓肠肌内侧头上方入肌，沿途发出多个肌支及穿支，其穿支血管平均有2～3支，穿支穿出深筋膜后进入浅筋膜及皮下组织营养周围皮肤，其血管蒂长总约10cm，穿支血管蒂长为穿支血管穿出深筋膜处至穿支主干起始部的距离，约为6cm，穿支血管起始部外径平均为1.8mm；因此，结合供区需求，从供区扫描图像中所有穿支血管中选取管径较粗、血管蒂长、位置合适的穿支血管，并将其确定为优势穿支血管。

本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建方法，通过对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息；在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息；获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息；根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息；有助于后续直接以该优势穿支血管的图像信息进行三维模型重建，无需将所有穿支血管信息进行重建，有利提高模型创建效率以及精确率，同时，有利于将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，对术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助。

图5示出了本发明实施例提供的又一种穿支皮瓣构建方法的实现流程，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例类似，不同之处在于，所述步骤S103，具体包括以下步骤：

在步骤S501中，在所述供区扫描图像中获取与所述优势穿支血管和/或体表显影定位膜相关联的骨骼图像信息、体表皮肤图像信息。

在本发明实施例中，由上所述，在众多穿支血管中选取出唯一优势穿支血管，并省略其他穿支血管，仅以该优势穿支血管的图像信息进行供区部位模型构建时，仍需获取出与该优势穿支血管相关联的骨骼以及体表皮肤图像信息，才能重建一个完整供区部位模型。

在步骤S502中，根据所述骨骼图像信息、体表皮肤图像信息、优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型。

在本发明实施例中，如图6-7所示的基于Mimics20.0软件三维重建骨骼、血管、皮肤、体表显影定位膜的三维模型，即为供区部位模型，其中，图6为显示体表皮肤以及在体表皮肤上附着有体表显影定位膜的三维模型示意，而图7为隐藏体表皮肤，涉及骨骼、优势穿支血管以及体表显影定位膜的三维模型示意，其中，该图7中箭头所指处的腓肠内侧动脉穿支血管即所确定的优势穿支血管；而图8-9分别为该腓肠内侧动脉穿支血管的口径(直径)以及穿支血管蒂总长度的测量示意图，其中，该腓肠内侧动脉穿支血管的口径(直径)约为1.86mm，通过分段测量该穿支血管蒂的总长度约70mm。

图10示出了本发明实施例提供的再一种穿支皮瓣构建方法的实现流程，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例一类似，不同之处在于，所述步骤S104，具体包括以下步骤：

在步骤S1001中，在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点。

在本发明实施例中，对所选定的优势穿支血管进行中重要的位置点进行标记，如起始、走行等，如图11所示的优势穿支血管上的起始点、出肌点以及若干走行路径点，其中，A是该穿支血管出肌点，O点为该穿支起始点，在实际选点过程中，除了出肌点以及起始点是必备重要位置点的之外，其他走行上的点往往也要选取越多越好，尤其穿支血管走行上任何拐点处都应当成重要位置点进行标记，此处为了便于示意说明，仅在穿支血管上标记了B、C、D、E四个走行路径点作为代表，并不用于限制本发明。

在步骤S1002中，将所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点一一与体表显影定位膜作垂直连线，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系。

在本发明实施例中，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系的方式可以为，如图12所示，将A点作体表垂线，与体表相交得到A’点，同样操作，可以得到B’、C’、D’、E’点，进而在切面图13中测量A与A’、B与B’、C与C’、D与D’、E与E’之间的距离，为各点在该处体表皮肤下的深度；如图14所示，通过将A’、B’、C’、D’、E’点连接得到各点在体表投影连线，获得各点与重建体表显影定位膜之间的位置关系；如图15所示，测量各投影点与体表显影定位膜相近线条之间的横向以及纵向距离，可得到各点与体表显影定位膜的位置关系；即根据A、B、C、D、E点与体表的距离，可得到各点在机体内的深度，进而获得各血管各点的深度，对手术解剖有极大的指导帮助意义。

在本发明实施例中，由于体表显影定位膜为可透油墨材料，根据各点位置将其标记至体表后，可以得到该优势穿支血管在体表上的连线，同时结合对该穿支血管的管径、出肌点等信息的记录，应用该信息及供区情况设计穿支皮瓣，对于术前设计皮瓣有极大帮助，为手术提供了更高准确性和安全性，同时缩短了手术时间。

图16示出了本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本发明实施例中，所述穿支皮瓣构建装置，包括供区扫描图像获取单元1601、图像信息确定单元1602、模型构建单元1603、位置关系确定单元1604以及穿支皮瓣构建单元1605。

其中，所述供区扫描图像获取单元1601，用于获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，供区扫描图像可以为通过计算机断层血管成像设备(CTA)进行采集获得，采集方式可以为，对放置有体表显影定位膜的供区穿支常见位置在注射造影剂后进行薄层扫描，具体地，应用螺旋CT扫描供区范围，通过静脉推注碘海醇，使用自动跟踪触发技术，选择合适触发点，开始增强扫描，获得携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区增强扫描图像。

在本发明实施例中，体表显影定位膜为具有显影坐标标识信息且可贴附在供区体表的医用贴膜，其为可透油墨材料，用于精准定位穿支血管与体表之间的位置关系。

所述图像信息确定单元1602，用于根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，将供区扫描图像以DICOM格式的图像导入Mimics20.0软件中，根据计算机断层血管成像设备(CTA)所需DICOM格式的切面影像资料，在供区扫描图像中找到所有穿支血管图像，比如，供区不同部位的穿支血管其解剖也不相同，如腓肠内侧动脉，其发自腘动脉后，在与伴行静脉下走行约4cm后经腓肠肌内侧头上方入肌，沿途发出多个肌支及穿支，其穿支血管平均有2～3支，穿支穿出深筋膜后进入浅筋膜及皮下组织营养周围皮肤，其血管蒂长总约10cm，穿支血管蒂长为穿支血管穿出深筋膜处至穿支主干起始部的距离，约为6cm，穿支血管起始部外径平均为1.8mm；从该供区扫描图像中所有穿支血管中选取管径较粗、血管蒂长、位置合适的穿支血管，并将其确定为优势穿支血管；进而对该供区扫描图像中所有穿支血管的类型进行分析，判断其为肌肉穿支、肌间隔穿支、肌皮穿支等，有助于医护人员进行手术解剖。

在本发明实施例中，所述优势穿支血管的图像信息包括优势穿支血管的起始端、走行路径、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置以及数量信息，如图8-9分别为所选取的优势穿支血管的口径(直径)以及穿支血管蒂总长度的测量示意图，其中，该优势穿支血管的口径(直径)约为1.86mm，通过分段测量该穿支血管蒂的总长度约70mm。

所述模型构建单元1603，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型。

在本发明实施例中，通过Mimics20.0软件对CTA中导出的DICOM图像中的优势穿支血管、体表显影定位膜的图像信息进行三维重建对应供区部位模型。仅以该优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，进行供区部位模型的构建，提高了模型构建效率。

所述位置关系确定单元1604，用于在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系。

在本发明实施例中，在供区部位模型中寻找所需优势穿支血管，如小腿内侧由腓肠内侧动脉发出的腓肠内侧动脉穿支血管，利用Mimics20.0软件标记该穿支血管的出肌点，将其与体表显影定位膜作垂直连线，即可得到其在体表的投影点。同理，可将该穿支血管在肌肉中的走行路径进行多点投影，从而更精确化得到该穿支血管的体表投影以及其与体表显影定位膜之间的位置关系。

穿支皮瓣构建单元1605，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

在本发明实施例中，根据优势穿支血管的起始端、走行路径、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置以及数量信息，结合该穿支血管的体表投影以及其与体表显影定位膜之间的位置关系，同时参考供区所需血管长度等信息设计以该穿支血管为蒂的游离皮瓣，一般尽量使穿支入皮点位于皮瓣的中上部，皮瓣面积略大于供区创面面积。

本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建装置，通过从携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息的供区扫描图像中确定优势穿支血管的图像信息，仅以该优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，进行供区部位模型的构建，提高了模型构建效率，进而根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣；本发明创新性地将体表显影定位膜应用于穿支皮瓣设计中，实现对优势穿支血管与供区体表之间的位置关系进行精准定位，可将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，有利术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助，可为手术提供了更高的准确性和安全性以及节约成本，同时缩短了手术时间。

图17示出了本发明实施例提供的另一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例类似，不同之处在于，在本发明实施例中，所述图像信息确定单元1602，具体包括：

区域图像信息确定模块1701，用于对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息。

在本发明实施例中，通过计算机断层血管成像设备(CTA)获取供区扫描图像时，如待扫描的供区部位为小腿时，通常从腹部开始扫描到小腿区域，获得如图3所示的供区小腿区域的扫描图像，其往往包含骨骼、血管、体表皮肤等，因此需要对供区扫描图像的亮度阈值进行调整，选取出骨骼、血管显影的亮度，如图4所示的骨骼、血管、体表皮肤、显影定位膜的阈值区，进而确定出骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息。

穿支血管的图像信息确定模块1702，用于在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息。

穿支血管信息获取模块1703，用于获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息。

在本发明实施例中，通过Mimics20.0软件测量范围内可见的穿支血管，获取所有穿支血管管径及血管蒂长度等，同时记录起始、走行、血管蒂长度、管径、分型、穿支点位置和数量等信息。

优势穿支血管确定模块1704，用于根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息。

在本发明实施例中，由于供区不同部位的穿支血管其解剖也不相同，如腓肠内侧动脉，其发自腘动脉后，在与伴行静脉下走行约4cm后经腓肠肌内侧头上方入肌，沿途发出多个肌支及穿支，其穿支血管平均有2～3支，穿支穿出深筋膜后进入浅筋膜及皮下组织营养周围皮肤，其血管蒂长总约10cm，穿支血管蒂长为穿支血管穿出深筋膜处至穿支主干起始部的距离，约为6cm，穿支血管起始部外径平均为1.8mm；因此，结合供区需求，从供区扫描图像中所有穿支血管中选取管径较粗、血管蒂长、位置合适的穿支血管，并将其确定为优势穿支血管。

本发明实施例提供的一种穿支皮瓣构建装置，通过对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息；在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息；获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息；根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息；有助于后续直接以该优势穿支血管的图像信息进行三维模型重建，无需将所有穿支血管信息进行重建，有利提高模型创建效率以及精确率，同时，有利于将所获取的图像信息以及位置信息精准传递至供区，对术前设计与供区匹配度高的穿支皮瓣有极大帮助。

图18示出了本发明实施例提供的又一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例类似，不同之处在于，在本发明实施例中，所述模型构建单元1603，具体包括：

图像信息获取模块1801，用于在所述供区扫描图像中获取与所述优势穿支血管和/或体表显影定位膜相关联的骨骼图像信息、体表皮肤图像信息。

在本发明实施例中，由上所述，在众多穿支血管中选取出唯一优势穿支血管，并省略其他穿支血管，仅以该优势穿支血管的图像信息进行供区部位模型构建时，仍需获取出与该优势穿支血管相关联的骨骼以及体表皮肤图像信息，才能重建一个完整供区部位模型。

供区部位模型构建模块1802，用于根据所述骨骼图像信息、体表皮肤图像信息、优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型。

在本发明实施例中，如图6-7所示的基于Mimics20.0软件三维重建骨骼、血管、皮肤、体表显影定位膜的三维模型，即为供区部位模型，其中，图6为显示体表皮肤以及在体表皮肤上附着有体表显影定位膜的三维模型示意，而图7为隐藏体表皮肤，涉及骨骼、优势穿支血管以及体表显影定位膜的三维模型示意，其中，该图7中箭头所指处的腓肠内侧动脉穿支血管即所确定的优势穿支血管；而图8-9分别为该腓肠内侧动脉穿支血管的口径(直径)以及穿支血管蒂总长度的测量示意图，其中，该腓肠内侧动脉穿支血管的口径(直径)约为1.86mm，通过分段测量该穿支血管蒂的总长度约70mm。

图19示出了本发明实施例提供的再一种穿支皮瓣构建装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其与上述实施例类似，不同之处在于，在本发明实施例中，所述位置关系确定单元1604，具体包括：

路径点确定模块1901，用于在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管的起始点、出肌肉点以及若干走行路径点。

在本发明实施例中，对所选定的优势穿支血管进行中重要的位置点进行标记，如起始、走行等，如图11所示的优势穿支血管上的起始点、出肌点以及若干走行路径点，其中，A是该穿支血管出肌点，O点为该穿支起始点，在实际选点过程中，除了出肌点以及起始点是必备重要位置点的之外，其他走行上的点往往也要选取越多越好，尤其穿支血管走行上任何拐点处都应当成重要位置点进行标记，此处为了便于示意说明，仅在穿支血管上标记了B、C、D、E四个走行路径点作为代表，并不用于限制本发明。

距离信息确定模块1902，用于将所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点一一与体表显影定位膜作垂直连线，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系。

在本发明实施例中，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系的方式可以为，如图12所示，将A点作体表垂线，与体表相交得到A’点，同样操作，可以得到B’、C’、D’、E’点，进而在切面图13中测量A与A’、B与B’、C与C’、D与D’、E与E’之间的距离，为各点在该处体表皮肤下的深度；如图14所示，通过将A’、B’、C’、D’、E’点连接得到各点在体表投影连线，获得各点与重建体表显影定位膜之间的位置关系；如图15所示，测量各点与体表显影定位膜相近线条之间的横向以及纵向距离，可得到各点与体表显影定位膜的位置关系；即根据A、B、C、D、E点与体表的距离，可得到各点在机体内的深度，进而获得各血管各点的深度，对手术解剖有极大的指导帮助意义。

在本发明实施例中，由于体表显影定位膜为可透油墨材料，根据各点位置将其标记至体表后，可以得到该优势穿支血管在体表上的连线，同时结合对该穿支血管的管径、出肌点等信息的记录，应用该信息及供区情况设计穿支皮瓣，对于术前设计皮瓣有极大帮助，为手术提供了更高准确性和安全性，同时缩短了手术时间。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种穿支皮瓣构建方法，其特征在于，包括：

获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息；

在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息；

获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息；

根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息；

在所述供区扫描图像中获取与所述优势穿支血管和/或体表显影定位膜相关联的骨骼图像信息、体表皮肤图像信息；

根据所述骨骼图像信息、体表皮肤图像信息、优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点；

将所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点一一与体表显影定位膜作垂直连线，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；

根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

2.一种穿支皮瓣构建装置，其特征在于，包括：

供区扫描图像获取单元，用于获取供区扫描图像，所述供区扫描图像携带有体表显影定位膜的图像信息以及至少一处穿支血管的图像信息；

图像信息确定单元，用于根据所述供区扫描图像，确定优势穿支血管的图像信息；

模型构建单元，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型；

位置关系确定单元，用于在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系；以及

穿支皮瓣构建单元，用于根据所述优势穿支血管的图像信息以及所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系，构建与所述供区部位模型适配的穿支皮瓣。

3.根据权利要求2所述的穿支皮瓣构建装置，其特征在于，所述图像信息确定单元，具体包括：

区域图像信息确定模块，用于对所述供区扫描图像进行亮度阈值调整处理，获得骨骼、血管、体表皮肤、体表显影定位膜分别对应的区域图像信息；

穿支血管的图像信息确定模块，用于在所述血管对应的区域图像信息中确定所有穿支血管的图像信息；

穿支血管信息获取模块，用于获取所有穿支血管的管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息；以及

优势穿支血管确定模块，用于根据所述管径、血管蒂长度信息以及所处位置信息，确定优势穿支血管的图像信息。

4.根据权利要求2所述的穿支皮瓣构建装置，其特征在于，所述模型构建单元，具体包括：

图像信息获取模块，用于在所述供区扫描图像中获取与所述优势穿支血管和/或体表显影定位膜相关联的骨骼图像信息、体表皮肤图像信息；以及

供区部位模型构建模块，用于根据所述骨骼图像信息、体表皮肤图像信息、优势穿支血管的图像信息以及体表显影定位膜的图像信息，构建供区部位模型。

5.根据权利要求2所述的穿支皮瓣构建装置，其特征在于，所述位置关系确定单元，具体包括：

路径点确定模块，用于在所述供区部位模型中确定所述优势穿支血管的起始点、出肌肉点以及若干走行路径点；以及

距离信息确定模块，用于将所述优势穿支血管的起始点、出肌点以及若干走行路径点一一与体表显影定位膜作垂直连线，确定所述优势穿支血管与体表显影定位膜之间的位置关系。

6.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1所述穿支皮瓣构建方法的步骤。

7.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1所述穿支皮瓣构建方法的步骤。

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