CN114699166A - 路径规划方法和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路径规划方法和一种可读存储介质，属于计算机数据处理领域。该路径规划方法包括：步骤S1确定靶点区域，根据靶点区域生成靶点区域中的多个靶点与关键结构之间的第一风险信息；步骤S2根据第一风险信息获得多个靶点中的确认靶点，根据确认靶点确定颅骨参考点区域；步骤S3在确认靶点与颅骨参考点区域之间构建待确认轨迹，根据待确认轨迹生成其与关键结构之间的第二风险信息；步骤S4根据第二风险信息获得确定轨迹。本发明能够辅助用户安全高效地进行路径规划。
Description
技术领域
本发明涉及计算机数据处理领域，特别涉及一种路径规划方法和一种可读存储介质。
背景技术
在外科颅脑介入领域中，有时需要使用诸如电极的外科工具将介入装置放置在患者的颅腔内，以用于癫痫治疗、耳蜗区域的介入或治疗头骨内的癌变物体。立体定向脑电图(Stereo-Electroencephalography,SEEG)或深部脑刺激(Deep Brain Stimulation，DBS)需要沿着预设轨迹放置此类电极，以实现相应的治疗目的。
例如，SEEG技术通过在癫痫患者颅腔内植入深度电极，根据记录癫痫患者脑内放电情况来定位癫痫发病区域。在实践中，一名患者的颅腔内平均会植入7-12根电极，由医生手动规划电极路径。一方面，该路径规划过程依赖于医生的经验，对医生的水平提出了较高的要求，而且由于主观性较强还会带来较高的风险。另一方面，该路径规划过程大约需要2-3小时，这将会非常耗时，并增加了患者的不适感。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种路径规划方法和一种可读存储介质。本发明的路径规划方法和可读存储介质能够提供风险信息以为用户(例如医生)确定轨迹提供参考，从而避免了完全依赖于经验的规划过程，并能够辅助用户安全高效地进行(例如电极的)路径规划。
本发明的一个目的是提供了一种路径规划方法。
本发明的另一目的是提供了一种可读存储介质。
根据本发明的一个方面，提供了一种路径规划方法，包括以下步骤：
步骤S1确定靶点区域，并根据所述靶点区域生成所述靶点区域中的多个靶点与关键结构之间的第一风险信息；
步骤S2根据所述第一风险信息获得所述多个靶点中的确认靶点，并根据所述确认靶点确定颅骨参考点区域；
步骤S3在所述确认靶点与所述颅骨参考点区域之间构建待确认轨迹，并根据所述待确认轨迹生成其与所述关键结构之间的第二风险信息；
步骤S4根据所述第二风险信息获得确定轨迹。
根据本发明的另一方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中任一实施例所述的路径规划方法。
根据本发明的路径规划方法和可读存储介质具有以下优点中的至少一个：
(1)本发明的路径规划方法和可读存储介质根据用户界面操作提供相关的风险信息，以给用户确认轨迹提供参考，消除了完全依赖于主观经验的过程，提高了路径规划的安全性；
(2)本发明的路径规划方法和可读存储介质辅助用户进行路径规划，缩短了路径规划时间，例如单条轨迹的规划时间缩短至约15秒，从而提高了路径规划效率，并减轻了由于规划过程长给患者带来的不适感；
(3)本发明的路径规划方法和可读存储介质能够在确定路径轨迹后提供对应的轨迹信息，例如轨迹长度、植入角度、灰质采样率、进入点是否在颞叶(进入点位置颞肌厚度、轨迹和功能网络相交情况等，从而使得在路径规划过程中信息更透明。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的路径规划方法；
图2示出了图1所示路径规划方法中的步骤S1的详细步骤；
图3示出了图1所示路径规划方法中的步骤S3的详细步骤。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
在本发明的实施例中，提供了一种路径规划方法。如图1所示，该路径规划方法包括以下步骤：
步骤S1确定靶点区域(例如，通过响应于用户界面第一操作确定靶点区域)，并根据所述靶点区域生成所述靶点区域中的多个靶点与多种关键结构中的至少一种关键结构之间的第一风险信息；
步骤S2根据所述第一风险信息获得所述多个靶点中的至少一个确认靶点(例如，通过响应于用户根据所述第一风险信息所进行的用户界面第二操作获得确认靶点)，并根据所述至少一个确认靶点确定颅骨参考点区域；
步骤S3在所述至少一个确认靶点与所述颅骨参考点区域之间构建至少一条待确认轨迹，并根据所述至少一条待确认轨迹生成其与所述至少一种关键结构之间的第二风险信息；
步骤S4根据所述第二风险信息获得至少一条确定轨迹(例如，通过响应于用户根据所述第二风险信息进行的用户界面第三操作获得至少一条确定轨迹)。
本发明的实施例能够提供相关的风险信息(例如，根据用户界面操作来提供相关的风险信息)，以给用户确认轨迹提供参考，从而辅助用户完成路径规划，更加贴近用户的规划习惯和偏好，并且能够缩短路径规划时间，提高了路径规划效率。
本发明的实施例消除了完全依赖于主观经验的过程，提高了路径规划的安全性。
本发明的实施例依据颅骨上的信息(例如，电极位于颅骨上的点)进行路径规划，消除了皮层区域上的肌肉形变所带来的不准确的问题，从而提高了所规划路径的准确度。
在一示例中，所述步骤S2中进一步包括以下步骤：
步骤S21响应于用户界面第四操作以确定进入点区域；
步骤S22根据所述至少一个确认靶点与所述进入点区域中的至少一个进入点获得所述至少一个确认靶点与所述至少一个进入点之间的连线，并获得所述连线与颅骨之间的至少一个交点；
所述颅骨参考点区域包括所述至少一个交点。
在本发明的另一实施例中，所述路径规划方法可以包括以下步骤：
步骤S1’确定进入点区域(例如，通过响应于用户界面第一操作确定进入点区域)，并根据所述进入点区域生成所述进入点区域中的多个进入点与多种关键结构中的至少一种关键结构之间的第一风险信息；
步骤S2’根据所述第一风险信息获得所述多个进入点中的至少一个确认进入点(例如，通过响应于用户根据所述第一风险信息所进行的用户界面第二操作获得确认进入点)，并根据所述至少一个确认进入点确定颅骨参考点区域；
步骤S3’在所述至少一个确认进入点与所述颅骨参考点区域之间构建至少一条待确认轨迹，并根据所述至少一条待确认轨迹生成其与所述至少一种关键结构之间的第二风险信息；
步骤S4’根据所述第二风险信息获得至少一条确定轨迹(例如，通过响应于用户根据所述第二风险信息进行的用户界面第三操作获得至少一条确定轨迹)。所述步骤S2’中进一步包括以下步骤：
步骤S21’响应于用户界面第四操作以确定靶点区域；
步骤S22’根据所述至少一个确认进入点与所述靶点区域中的至少一个靶点获得所述至少一个确认进入点与所述至少一个靶点之间的至少一条连线，并获得所述至少一条连线与颅骨之间的至少一个交点；
所述颅骨参考点区域包括所述至少一个交点。
也就是，本发明的实施例的路径规划方法可以设计为先确定靶点区域，然后给出风险信息，用户根据风险信息进行相应的界面操作，直至获得确定轨迹；本发明的实施例的路径规划方法还可以先确定进入点区域，然后给出风险信息，用户根据风险信息进行相应的界面操作，直至获得确定轨迹。所以，本发明的实施例的路径规划方法无论先确定靶点区域还是先确定进入点区域，其实现的方法和原理是基本相同的，因此本领域技术人员可以根据实际需要来设计选择靶点和进入点的先后顺序。
以下仅仅示出了本发明的实施例的一部分，其仅仅用于示例性说明；本领域技术人员可以明白本发明的另外的其他可行实施例的方法和原理与本示例的方法和原理基本相同，在此不再累述。
具体地，步骤S1包括：接收用户界面中展示的预处理图像上选择所述靶点区域的指令。在用户界面中展示的预处理图像上选择靶点区域对应于用户界面第一操作。基于上述操作，本发明的实施例可以响应于用户界面第一操作来确定靶点区域。在一个示例中，所述第一操作可以为选中预处理图像上的靶点区域；也可以为在预处理图像中依次选择多个靶点形成靶点区域；当然还可以根据用户界面上的提示，选择提示选项来确定靶点区域；还可以在用户界面中输入多个拟定的靶点的坐标或者靶点区域的设定范围(例如通过数值范围确定、根据关键词设定)等方式以确定靶点区域，本领域技术人员可以通过其他现有技术进行相应的替换，只要能够实现靶点区域的选择即可。
预处理图像为通过图像预处理之后的电子计算机断层扫描图像(CT)和磁共振成像图像(MRI)中的至少一个。
在一示例中，图像预处理包括以下步骤：
提供电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)图像。
提供磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)图像。
提供CT血管造影(CTA)图像。
提供磁共振血管造影(MRA)图像。
提供磁共振静脉造影(Magnetic Resonance Venogram，MRV)图像。
将电子计算机断层扫描图像和磁共振成像图像配准至磁共振T1加权成像的空间中，以进行数据配准。
获得至少一种关键结构中的所有关键结构的掩模(mask)，以识别图像中的关键结构。关键结构可以是预先设定的颅内的结构。例如，关键结构的类型包括血管、脑室和小脑等。本发明的方案识别关键结构的目的在于：在路径规划过程中需要判断所选择的靶点、规划的路径是否会经过或邻近关键结构，经过或邻近关键结构的路径有可能会损伤关键结构。因此，这一判断过程能够确定所选择的靶点区域、所规划的路径是否为低风险的靶点、路径，即，安全的靶点、路径。获得颅骨的掩膜，以便于确定颅骨上的点的集合。这样，可以获得颅骨上的点的信息，以便于基于颅骨上的点确定所需的路径。
获得左脑与右脑之间的中间面的掩模，例如，在数据重建阶段根据CT或MRI图像生成左右脑之间的中间面，以便于划分左脑和右脑。这样，可以将靶点区分为左脑靶点和右脑靶点，将进入点分为左脑进入点和右脑进入点。因此，本示例可以避免所规划的路径贯穿左右脑，故消除了不必要的风险。
获得进行脑血管图像分割后的血管分割图像，以识别图像中的血管组织。本发明的方案识别血管组织的目的在于：在路径规划过程中还需要判断所选择的靶点、规划的路径是否会经过或邻近血管组织，从而来判断所选择的靶点、规划的路径是否为低风险的靶点、路径。
进一步地，获得脑血管图像分割后方法包括将非创伤性血管成像技术(CTA)、磁共振血管成像技术(MRA)和磁共振静脉血管成像技术(MRV)等获得的包含有脑血管信息的影像数据经过图像分割方法或图像分割模型进行血管分割。例如，对于通过CTA获得的影像数据来说，可以经由边缘检测以获得边缘轮廓、对获取的边缘轮廓进行高斯滤波以进行平滑处理、利用形态学腐蚀膨胀消除图像中的孔洞、进行梯度计算得到血管组织的边缘点。对于通过MRA和MRV获得的影像数据来说，可以经由阈值法和多尺度滤波过程获得血管组织。
具体地，步骤S1进一步包括：
步骤S11根据所确定的靶点区域，获得所述靶点区域中的多个靶点与多种关键结构中的至少一种关键结构之间的第三距离(第一距离和第二距离将在下文介绍)。例如，可以获得靶点区域中的多个靶点与血管、脑室和小脑中的至少一种的第三距离，或者可以获得靶点区域中的多个靶点与血管、脑室和小脑中的每一种或者它们任意组合的第三距离。
在一个示例中，所述靶点区域为用户选择的靶点区域，当然本领域技术人员可以明白，靶点区域还可以为设备根据获取的患者资料而自动选择或规划的靶点区域。
步骤S12判断所述第三距离与第三预设距离阈值(例如，2mm、3mm、4mm或5mm等)的关系生成第一风险信息。
在路径规划过程中，为了确保后期操作的安全性，靶点需要与大脑中的关键结构保持一定的安全距离。第一风险信息例如可以指示靶点与关键结构之间的距离关系。优选地，第一风险信息包括用于指示忽略当前靶点风险的第一风险第一子信息，和用于指示删除当前靶点并重新选择靶点的第一风险第二子信息。可选地，第一风险信息还包括用于指示删除冲突靶点后执行步骤S2的第一风险第三子信息，和用于指示删除已确定且冲突的轨迹后执行步骤S2的第一风险第四子信息。
在一个示例中，靶点与关键结构之间的第三预设距离阈值设置为3mm,当所述第三距离在所述第三预设距离阈值外时，即第三距离大于3mm时，则确认该靶点距离关键结构较远，为安全靶点或者低风险靶点；当所述第三距离在所述第三预设距离阈值内时，即第三距离小于等于3mm时，则确认该靶点距离关键结构较近，为高风险靶点。
当所述第三距离在所述第三预设距离阈值外(即，第三距离大于第三预设距离阈值)时，生成第一风险第一子信息。
当所述第三距离在所述第三预设距离阈值内(即，第三距离小于等于第三预设距离阈值)时，生成第一风险第二子信息。
在关键结构包括两种或两种以上结构的情况下，优选的是，当靶点与每种关键结构之间的第三距离都在第三预设距离阈值外时，生成第一风险第一子信息；当靶点与每种关键结构之间的第三距离并非都在第三预设距离阈值外时，生成第一风险第二子信息。
在一示例中，在路径规划的过程中，出于安全性的考虑，还需要确保靶点与已确定的轨迹之间保持安全的距离。基于此，所述步骤S12还进一步包括：
当确定所述第三距离在所述第三预设距离阈值外(即，第三距离大于第三预设距离阈值)时，获得多个靶点中至少一个待筛选靶点，查询服务端是否存在已确定的轨迹。
当服务端存在所述已确定的轨迹时，则判断所述至少一个待筛选靶点中所有的待筛选靶点分别和已确定的轨迹之间的第四距离和第四预设距离阈值(例如，8mm、9mm、10mm、12mm或15mm等)的关系，并根据判断结果生成第一风险信息。
在一个示例中，靶点与已确定轨迹之间的第四预设距离阈值设置为10mm,当所述第四距离在所述第四预设距离阈值外时，即第四距离大于10mm时，则确认该靶点距离已确认轨迹较远，为安全靶点或者低风险靶点；当所述第四距离在所述第四预设距离阈值内时，即第四距离小于等于10mm时，则确认该靶点距离已确认轨迹较近，为高风险靶点。
第四距离和第四预设距离阈值的关系的判断过程为：当待筛选靶点与已确定的轨迹之间的第四距离在第四预设距离阈值外(第四距离大于第四预设距离阈值)时，则确定待筛选靶点与已确定的轨迹之间不冲突，即该待筛选靶点为低风险靶点；当待筛选靶点与已确定的轨迹之间的第四距离在第四预设距离阈值范围内(第四距离小于等于第四预设距离阈值)时，则确定待筛选靶点与已确定的轨迹之间冲突，即该待筛选靶点为高风险靶点。
进一步地，当所有的待筛选靶点分别与已确定的轨迹之间均为不冲突时，则生成所述第一风险第一子信息；当所有的待筛选靶点分别与已确定的轨迹之间均为冲突时，则生成所述第一风险第二子信息；当所有的待筛选靶点分别与已确定的轨迹之间既存在不冲突轨迹又存在冲突轨迹时，则生成所述第一风险第三子信息和/或生成所述第一风险第四子信息，也就是说当存在多个靶点，其中一部分为低风险靶点，另一部分为高风险靶点时，则生成所述第一风险第三子信息和/或生成第一风险第四子信息。通过第一风险第三子信息和第一风险第四子信息设计，可以让使用根据需要进行双向选择，即，可以选择需要删除的靶点或选择需要删除的已确定的轨迹。当然本领域技术人员还可以设计为，既可以删除冲突的靶点也可以删除冲突的已确定的轨迹。例如当存在多个冲突靶点、多条冲突的已确定轨迹时，使用者可以根据需要选择多个冲突靶点中的拟删除的靶点，同时删除多条冲突轨迹中拟删除的冲突轨迹，使得剩余的冲突靶点和冲突轨迹彼此之间不再冲突。
在一个示例中，第一风险第一子信息可以设置为例如忽略风险，继续下一步；或选择当前靶点，继续；第一风险第二子信息可以设计为删除当前靶点，重新选择靶点(即，重复当前步骤)；第一风险第三子信息可以设计为删除冲突靶点且保留不冲突靶点，继续下一步；第一风险第四子信息可以设计为删除与当前靶点冲突的轨迹，继续下一步。本领域技术人员可以明白，当所有的待筛选靶点中部分为高风险靶点时，可以生成第一风险第三子信息和/或第一风险第四子信息；当所有的待筛选靶点全部为高风险靶点时，可以生成第一风险第二子信息和/或生成第一风险第四子信息。
在一个示例中，第一风险第一子信息、第一风险第二子信息、第一风险第三子信息和/或第一风险第四子信息可以通过热力图的方式标识以进行风险提示和/或步骤引导，例如将第一风险第一子信息采用第一颜色标识，第一风险第二子信息采用第二颜色标识，第一风险第三子信息采用第三颜色标识，第一风险第四子信息采用第四颜色标识，且第一至第四颜色分别为不同的颜色。在一个示例中，可以使用热力图，以进行风险提示和使使用者发出操作指示，也可以仅通过热力图进行风险提示，通过选项等方式的选择发出操作指示。当然本领域技术人员可以采用其他的方式进行替代，只要能够实现风险提示和/或使使用者能够发出操作指示即可。例如，可以在鼠标所在的位置显示风险值信息，以进行风险提示。
在一个示例中，当存在高风险靶点时，可以同时生成冲突索引，例如在第一风险第三子信息中同时指示冲突靶点的标号或索引号；和/或在第一风险第四子信息中同时指示冲突轨迹的标号或索引号。通过这样的设计，可以向使用者明确示出存在冲突的靶点和/或存在冲突的已确定轨迹，还可以引导使用者选择需要删除的靶点或已确定的轨迹。
当服务端不存在所述已确定的轨迹时，则执行步骤S2。
具体地，步骤S2包括以下步骤：
接收用户选择第一风险第一子信息的指令，并确定当前靶点为当前确认靶点，所述当前确认靶点为具有低风险的至少一个确认靶点；或
接收用户选择第一风险第二子信息的指令，返回并重新执行步骤S11，直至获得至少一个确认靶点，即重复执行步骤S11-S12，直至一个或多个确认靶点；或
接收用户选择第一风险第三子信息的指令，删除冲突靶点后，确定不冲突的靶点为当前确认靶点，所述当前确认靶点为具有低风险的至少一个确认靶点；或
接收用户选择第一风险第四子信息的指令，删除已确定且冲突的轨迹，确定当前靶点为当前确认靶点，所述当前确认靶点为具有低风险的至少一个确认靶点。
用户选择第一风险第一子信息至第一风险第四子信息中的一个的操作对应于用户界面第二操作。所以，本发明的实施例可以响应于用户根据第一风险信息所进行的用户界面第二操作，从而获得多个靶点中的至少一个确认靶点。
在一个示例中，当第一风险第一至第四信息为通过选项选择时，第二操作为选中第一风险第一至第四信息中的任意一条信息，以获得该条指示信息所代表的靶点；当第一风险第一至第四信息为通过热力图展示时，第二操作为根据热力图中的不同颜色的提示选中其中一种颜色的靶点。在一个示例中，通过第二操作可以获得一个或者多个靶点，靶点的数量根据用户的选择来确定。
所述步骤S2进一步包括以下步骤：
步骤S21响应于用户界面第四操作(“第三操作”将在下文详述)以确定进入点区域。用户在预处理图像(优选地，已经区分好的左脑和右脑图像)上选择进入点区域，从而实现了用户界面第四操作。
步骤S22根据至少一个确认靶点与进入点区域中的至少一个进入点获得至少一个确认靶点与至少一个进入点之间的至少一条连线，并获得至少一条连线与颅骨之间的至少一个交点。至少一个交点位于颅骨上，并构成了颅骨参考点区域。基于颅骨参考点区域上的交点允许准确地进行路径规划。
在一个示例中，所述第四操作可以为选中预处理图像上的进入点区域；也可以为在预处理图像中依次选择多个进入点形成进入点区域；当然还可以根据用户界面上的提示，选择提示选项来确定进入点区域；还可以在用户界面中输入多个拟定的进入点的坐标或者进入点区域的设定范围(例如通过数值范围确定、根据关键词设定)等方式以确定进入点区域，本领域技术人员可以通过其他现有技术进行相应的替换，只要能够实现进入点区域的选择即可。
在一个示例中，第一操作、第二操作、第三操作和第四操作中的第一、第二、第三和第四不用于表示操作的顺序，也不用于代表第一操作、第二操作、第三操作和第四操作为不同的操作，即可以代表相同的操作，例如用户选中下一步选项，第一至第四操作仅用于区分用户在界面上的操作(或其所代表的交互行为)发生在不同的阶段。
在一示例中，可以根据一个确认靶点和进入点区域中的一个进入点获得两者间的一条连线，或可以根据两个或两个以上的确认靶点和进入点区域中的两个或两个以上的进入点获得确认靶点和对应的进入点之间的两条或两条以上的连线。同时获得两条或两条以上的连线允许同时确认多条轨迹，从而可以高效地进行路径规划过程。当然，本领域技术人员清楚的是，还可以根据一个确认靶点和进入点区域中的两个或两个以上的进入点获得两条或两条以上的连线。这一方式可以针对一个确认靶点提供多条待筛选轨迹，并通过后期的判断过程进行筛选，从而提高了对于一个靶点的规划路径的效率。当用户所选择的多个靶点与多个进入点之间互为多对多关系时，可以通过后期的判断同时实现了多路径规划，即获得了不同靶点与自身对应的进入点之间的安全且互不冲突的轨迹。
具体地，步骤S3包括以下步骤：
步骤S31根据至少一个交点与至少一个确认靶点构建所述至少一条待确认轨迹。在一个示例中，可以基于一个交点和对应的一个确认靶点构建一条直线，该条直线即为一条待确认轨迹。在一个示例中，可以同时基于两个或两个以上的交点和对应的两个或两个以上的确认靶点构建对应数目的直线，这些对应数目的直线即为对应数目的待确认轨迹。当多个确认靶点与多个交点之间形成一对多关系时，即一个靶点与多个交点彼此对应且每一个交点仅对应一个靶点，由此构建多条直线，可以针对同一靶点经过不同条件的筛选获得该靶点的最优轨迹。当然也可以使多个确认靶点与多个交点之间形成多对多关系，即一个靶点对应多个交点，且每一个交点同时对应多个靶点，由此构建多条直线，通过这种方式的设计允许同时构建多条待确认轨迹，从而能够同时为多个靶点分别规划其自身的轨迹，由此提高了路径规划效率同时每一个靶点还能获得其自身的最优路径。在一个示例中，可以同时基于两个或两个以上的交点和同一个确认靶点构建两条或两条以上的直线，这些两条或两条以上的直线即为对应数目的待确认轨迹。
步骤S32根据至少一条待确认轨迹，获得其与至少一种关键结构之间的第一距离。例如，可以获得待确认轨迹与血管、脑室和小脑中的至少一种的第一距离，或者可以获得待确认轨迹与血管、脑室和小脑中的每一种或它们的任意组合的第一距离。
步骤S33判断第一距离与第一预设距离阈值(例如，2mm、3mm、4mm或5mm等)之间的关系，生成所述第二风险信息。
在一个示例中，待确认轨迹与关键结构之间的第一预设距离阈值设置为3mm,当所述第一距离在所述第一预设距离阈值外时，即第一距离大于3mm时，则确认该待确认轨迹距离关键结构较远，为安全筛选轨迹或者低风险筛选轨迹；当所述第一距离在所述第一预设距离阈值内时，即第一距离小于等于3mm时，则确认该待确认轨迹距离关键结构较近，为高风险轨迹。当然本领域技术人员可以根据需要将第一至第四预设距离阈值分别设置为彼此不同的数值作为阈值，也可以将第一至第四预设距离阈值中的任意组合设计为相同的数值作为阈值；当然本领域技术人员还可以明白，可以将第一至第四预设距离阈值中的任意一个或者它们的任意组合设置成阈值范围作为阈值的设定。
为了确保所规划路径的安全性，待确认轨迹也需要与大脑中的关键结构保持一定的安全距离。第二风险信息例如可以指示待确认轨迹与关键结构之间的距离关系。优选地，第二风险信息包括用于指示忽略当前待确认轨迹的风险的第二风险第一子信息和用于指示删除当前交点并重新选择交点的第二风险第二子信息。可选地，第二风险信息还包括用于指示删除冲突筛选轨迹后执行步骤S4的第二风险第三子信息。
在一个示例中，第二风险第一子信息可以设置为例如忽略风险，继续下一步；或选择当前轨迹，继续；第二风险第二子信息可以设计为删除当前进入点，重新选择进入点(即，重复当前步骤)；第二风险第三子信息可以设计为删除冲突轨迹，继续下一步。该冲突轨迹可以为所有筛选轨迹中的判断为彼此冲突的其中一条或者该两条轨迹，也可以为筛选轨迹中与已确定轨迹之间判断为彼此冲突的轨迹中的筛选轨迹和/或已确定轨迹。
在一个示例中，第二风险第一子信息、第二风险第二子信息和/或第二风险第三子信息可以通过热力图的方式标识以进行风险提示和/或步骤引导，例如将第二风险第一子信息采用第五颜色标识，第二风险第二子信息采用第六颜色标识，第二风险第三子信息采用第七颜色标识，且第五至第七颜色分别为不同的颜色，由于第一风险和第二风险的提示发生在不同的阶段，所以第一风险和第二风险的提示颜色可以为相同的颜色也可以设计为不同的颜色。当然本领域技术人员还可以采用现有的方法进行替代，只要能够实现风险提示和/或使使用者能够发出操作指示即可。在一个示例中，可以使用热力图既可以进行风险提示也可以使使用者发出操作指示，也可以仅通过热力图进行风险提示，通过选项等方式的选择发出操作指示。
在一个示例中，当存在高风险轨迹时，可以同时生成冲突索引，例如在第二风险第三子信息的提示信息中同时给出冲突轨迹的标号或索引号，其中冲突轨迹包括筛选轨迹中两两冲突的轨迹的标号或索引号、筛选轨迹与已确定轨迹之间彼此冲突的筛选轨迹的标号或索引号、已确定轨迹的标号或索引号。通过这样的设计，可以向使用者明确示出存在冲突的筛选轨迹和/或存在冲突的已确定轨迹，还可以引导使用者选择需要删除的筛选轨迹和/或已确定的轨迹。
当所述第一距离在第一预设距离阈值外(即，第一距离大于第一预设距离阈值)时，生成第二风险第一子信息。
当所述第一距离在第一预设距离阈值内(即，第一距离小于等于第一预设距离阈值)时，生成第二风险第二子信息。
在关键结构包括两种或两种以上结构的情况下，优选的是，当待确认轨迹与每种关键结构之间的第一距离都在第一预设距离阈值外时，生成第二风险第一子信息；当待确认轨迹与每种关键结构之间的第一距离并非都在第一预设距离阈值外时，生成第二风险第二子信息。
所述步骤S33进一步包括以下步骤：
当确定所述第一距离在第一预设距离阈值外时，获得至少一条筛选轨迹。当第一距离大于第一预设距离阈值时，被判断的待确认轨迹可被确认为筛选轨迹。当同时判断两条或两条以上待确认轨迹与关键结构之间的第一距离都大于第一预设距离阈值时，可以将被判断的两条或两条以上的待确认轨迹确认为两条或两条以上的筛选轨迹。
判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值(例如，8mm、9mm、10mm、12mm或15mm等)之间的关系，并基于所述关系生成第二风险信息。为了确保所规划的路径的安全性，所确定的多条轨迹之间也需要保持一定的安全距离。第二风险信息例如可以指示所确定的多条轨迹之间的距离关系。
在一个示例中，筛选轨迹彼此之间的第二预设距离阈值设置为10mm,当所述第二距离在所述第二预设距离阈值外时，即第二距离大于10mm时，则确认该两两轨迹之间的距离相距较远，为安全筛选轨迹或者低风险筛选轨迹；当所述第二距离在所述第二预设距离阈值内时，即第二距离小于等于10mm时，则确认该两两轨迹之间的距离相距较近，为高风险筛选轨迹。
所确定的多条轨迹之间的距离关系的判断过程为：当至少一条筛选轨迹中的两两筛选轨迹之间的第二距离在第二预设距离阈值外(第二距离大于第二预设距离阈值)时，则确定所述两两筛选轨迹彼此不冲突；当至少一条筛选轨迹中的两两筛选轨迹之间的第二距离在第二预设距离阈值内(第二距离小于等于第二预设距离阈值)时，则确定所述两两筛选轨迹彼此冲突。
进一步地，当至少一条筛选轨迹中的所有的筛选轨迹两两之间均为不冲突时，则生成第二风险第一子信息；当至少一条筛选轨迹中的所有的筛选轨迹两两之间均为冲突时，则生成第二风险第二子信息；当至少一条筛选轨迹中的所有筛选轨迹中既存在不冲突轨迹又存在冲突轨迹时，则生成第二风险第三子信息。
在一示例中，在路径规划的过程中，出于安全性的考虑，还需要确保正在确认的轨迹与已确定的轨迹之间保持安全的距离。基于此，所述步骤S33还进一步包括：
在判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值之间的关系的同时或在判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值之间的关系之后，查询服务端是否存在已确定的轨迹，并判断已确定的轨迹与至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹之间的第二距离和第二预设距离阈值的关系。
当服务端存在所述已确定的轨迹时，则判断至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹与已确定的轨迹之间的第二距离和第二预设距离阈值的关系，并基于所述关系生成所述第二风险信息。
当至少一条筛选轨迹中的所有筛选轨迹与已确定的轨迹之间的第二距离在第二预设距离阈值外(第二距离大于第二预设距离阈值)时，则确定所有筛选轨迹与已确定的轨迹彼此不冲突，生成第二风险第一子信息；当至少一条筛选轨迹中的所有筛选轨迹与已确定的轨迹之间的第二距离在第二预设距离阈值内(第二距离小于等于第二预设距离阈值)时，则确定所有筛选轨迹与已确定的轨迹彼此冲突，生成第二风险第二子信息；当所述至少一条筛选轨迹中的所有筛选轨迹的部分筛选轨迹和已确定的轨迹之间的第二距离的在第二预设距离阈值外，并且部分筛选轨迹和已确定的轨迹之间的第二距离在第二预设距离阈值内时，则确定所有筛选轨迹中既存在与已确定的轨迹不冲突的轨迹又存在与已确定的轨迹冲突的轨迹，生成第二风险第三子信息。
当服务端不存在所述已确定的轨迹时，则执行步骤S4。
具体地，所述步骤S4包括以下步骤：
接收用户选择第二风险第一子信息的指令，并确定当前待确认轨迹为当前确认靶点与当前交点之间的当前确定轨迹，或
接收用户选择第二风险第二子信息的指令，返回并执行步骤S22，直至获得所述至少一条确定轨迹，即重复执行步骤S22，直至获得一条或多条确定轨迹。
可选地，所述步骤S4还包括接收用户选择第二风险第三子信息的指令，删除冲突轨迹，并继续执行。在删除的冲突轨迹为多条待确认轨迹中的部分待确认轨迹的情况下，确定未删除的当前待确认轨迹为当前确认靶点与当前交点之间的当前确定轨迹；在删除的冲突轨迹为已确定的轨迹的情况下，确定当前待确认轨迹为当前确认靶点与当前交点之间的当前确定轨迹。
用户选择第二风险第一子信息、第二风险第二子信息和第二风险第三子信息对应于用户界面第三操作。所以，本发明的实施例可以响应于用户根据第二风险信息所进行的用户界面第三操作，从而获得至少一条确定轨迹。
在一个示例中，所述第三操作可以为通过选中选项的方式进行指示，还可以通过选中热力图中展示的轨迹、轨迹标号或轨迹索引号等方式进行指示。在一个示例中，通过步骤S1-S4可以获得一条确定轨迹，也可以获得多条确定轨迹。当获得的确定轨迹的数量小于所需轨迹数量时，可以重复执行步骤S1-S4，直至获得所需数量的轨迹。所述多条确定轨迹为与关键结构之间具有安全距离、彼此之间两两不冲突且与已确认轨迹之间也不存在冲突的轨迹。
所述当前待确认轨迹包括至少一条待确认轨迹中的至少一条待确认低风险轨迹。所述当前确认靶点包括所述至少一个确认靶点。所述当前交点包括所述至少一个交点中的至少一个低风险交点。所述当前确定轨迹包括所述至少一条确定轨迹。
在一示例中，所述第一风险信息和/或第二风险信息通过热力图向用户展示风险等级时，用户可以根据风险等级来确定靶点、颅骨参考点区域和进入点中的至少一个，从而便于用户更加直观地操作。所述风险等级包括低风险和高风险。相应地，在热力图中，红色表示高风险，绿色表示低风险。优选地，热力图可以呈现为从绿色到红色逐渐变化的示意图。当然，本发明的实施例中的热力图并不限制于此，本领域技术人员还可以根据需要设置其他的颜色，或者针对不同的风险设置不同的形状，等等，只要能够给出直观的风险提示即可。
以第一距离和第一预设距离阈值为例，在第一距离在第一预设距离阈值外时，则表示风险等级为低风险，在热力图中呈现为绿色；在第一距离在第一预设距离阈值内时，则表示风险等级为高风险，在热力图中呈现为红色。第一距离的数值越大，则热力图中呈现的绿色颜色越深；第一距离的数值越小，则热力图中呈现的红色颜色越深。
在本发明的实施例中，当用户确定轨迹后，系统会计算该轨迹的相关信息，并可以展示相关信息。相关信息包括轨迹长度，轨迹的颅骨植入角度，颅骨进入点是否在颞叶(若在颞叶给出进入点处的颞肌厚度)，轨迹灰质采样率，轨迹与功能网络边界相交信息等。通过展示相关信息，可以方便用户了解该轨迹的信息，使得信息更加透明，便于后期安全地操作(例如插入电极)。
在本发明的实施例中，提供了一种可读存储介质。所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中任一实施例所述的路径规划方法。
本发明的实施例的“可读存储介质”是指参与向处理器提供程序或指令以供执行的任何介质。所述介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储设备。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波。可读存储介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何具有孔图案的其他物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或盒、如下所述的载波、或计算机可从其中进行读取的任何其他介质。
根据本发明的路径规划方法和可读存储介质具有以下优点中的至少一个：
(1)本发明的路径规划方法和可读存储介质根据用户界面操作提供相关的风险信息，以给用户确认轨迹提供参考，消除了完全依赖于主观经验的过程，提高了路径规划的安全性；
(2)本发明的路径规划方法和可读存储介质辅助用户进行路径规划，缩短了路径规划时间，例如单条轨迹的规划时间缩短至约15秒，从而提高了路径规划效率，并减轻了由于规划过程长给患者带来的不适感；
(3)本发明的路径规划方法和可读存储介质能够在确定路径轨迹后提供对应的轨迹信息，例如轨迹长度、植入角度、灰质采样率、进入点是否在颞叶(进入点位置颞肌厚度、轨迹和功能网络相交情况等，从而使得在路径规划过程中信息更透明。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
Claims (15)
1.一种路径规划方法，包括以下步骤：
步骤S1确定靶点区域，并根据所述靶点区域生成所述靶点区域中的多个靶点与关键结构之间的第一风险信息；
步骤S2根据所述第一风险信息获得所述多个靶点中的确认靶点，并根据所述确认靶点确定颅骨参考点区域；
步骤S3在所述确认靶点与所述颅骨参考点区域之间构建待确认轨迹，并根据所述待确认轨迹生成其与所述关键结构之间的第二风险信息；
步骤S4根据所述第二风险信息获得确定轨迹。
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S2中进一步包括以下步骤：
步骤S21确定进入点区域；
步骤S22根据所述确认靶点与所述进入点区域中的进入点获得所述确认靶点与所述进入点之间的连线，并获得所述连线与颅骨之间的交点；
所述颅骨参考点区域包括所述交点。
3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S3进一步包括：
步骤S31根据所述交点与所述确认靶点构建所述待确认轨迹；
步骤S32根据所述待确认轨迹，获得其与所述关键结构之间的第一距离；
步骤S33判断第一距离与第一预设距离阈值之间的关系，生成所述第二风险信息。
4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其中，
所述第二风险信息包括用于指示忽略当前待确认轨迹的风险的第二风险第一子信息和用于指示删除当前交点并重新选择交点的第二风险第二子信息，
所述步骤S33进一步包括：
当所述第一距离在所述第一预设距离阈值外时，生成所述第二风险第一子信息；
当所述第一距离在所述第一预设距离阈值内时，生成所述第二风险第二子信息。
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S4进一步包括：
接收用户选择所述第二风险第一子信息的指令，并确定当前待确认轨迹为当前确认靶点与当前交点之间的当前确定轨迹，或
接收用户选择所述第二风险第二子信息的指令，返回并执行步骤S22，直至获得所述确定轨迹，
所述当前待确认轨迹包括待确认低风险轨迹，所述当前确认靶点包括所述确认靶点，所述当前交点包括低风险交点，所述当前确定轨迹包括所述确定轨迹。
6.根据权利要求4或5所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S33还进一步包括：
当确定所述第一距离在所述第一预设距离阈值外时，获得至少一条筛选轨迹；
判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值之间的关系，
当所述至少一条筛选轨迹中的两两筛选轨迹之间的所述第二距离在所述第二预设距离阈值外时，则确定所述两两筛选轨迹彼此不冲突，当所述至少一条筛选轨迹中的两两筛选轨迹之间的所述第二距离在所述第二预设距离阈值内时，则确定所述两两筛选轨迹彼此冲突。
7.根据权利要求6所述的路径规划方法，其中，
当所述至少一条筛选轨迹中的所有的筛选轨迹两两之间均为不冲突时，则生成所述第二风险第一子信息；
当所述至少一条筛选轨迹中的所有的筛选轨迹两两之间均为冲突时，则生成所述第二风险第二子信息；
当所述至少一条筛选轨迹中的所有筛选轨迹中既存在不冲突轨迹又存在冲突轨迹时，则生成第二风险第三子信息，所述第二风险第三子信息用于指示删除冲突轨迹并执行步骤S4。
8.根据权利要求6所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S33还进一步包括：
在判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值之间的关系的同时或在判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹彼此之间的第二距离与第二预设距离阈值之间的关系之后，查询服务端是否存在已确定的轨迹，并判断所述已确定的轨迹与所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹之间的所述第二距离和所述第二预设距离阈值的关系，
当所述服务端存在所述已确定的轨迹时，则判断所述至少一条筛选轨迹中所有的筛选轨迹与所述已确定的轨迹之间的所述第二距离和所述第二预设距离阈值的关系，
当所述服务端不存在所述已确定的轨迹时，则执行步骤S4。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S1进一步包括：
步骤S11根据所确定的靶点区域，获得所述靶点区域中的靶点与所述关键结构之间的第三距离；
步骤S12判断所述第三距离与第三预设距离阈值的关系生成所述第一风险信息。
10.根据权利要求9所述的路径规划方法，其中，
所述第一风险信息包括用于指示忽略当前靶点风险的第一风险第一子信息，和用于指示删除当前靶点并重新选择靶点的第一风险第二子信息，
所述步骤S12进一步包括：
当所述第三距离在所述第三预设距离阈值外时，生成所述第一风险第一子信息，
当所述第三距离在所述第三预设距离阈值内时，生成所述第一风险第二子信息。
11.根据权利要求10所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S2进一步包括：
接收用户选择所述第一风险第一子信息的指令，并确定当前靶点为当前确认靶点，或
接收用户选择所述第一风险第二子信息的指令，返回并重新执行步骤S11，直至获得所述确认靶点，
所述当前确认靶点为具有低风险的确认靶点。
12.根据权利要求10所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S12还进一步包括：
当确定所述第三距离在所述第三预设距离阈值外时，获得多个靶点中至少一个待筛选靶点，查询服务端是否存在已确定的轨迹，
当所述服务端存在已确定的轨迹时，则判断所述至少一个待筛选靶点中所有的待筛选靶点分别和已确定的轨迹之间的第四距离和第四预设距离阈值的关系，
当待筛选靶点与所述已确定的轨迹之间的所述第四距离在所述第四预设距离阈值外时，则确定所述待筛选靶点与所述已确定的轨迹之间不冲突；
当待筛选靶点与所述已确定的轨迹之间的所述第四距离在所述第四预设距离阈值范围内时，则确定所述待筛选靶点与所述已确定的轨迹之间冲突，当所述服务端不存在所述已确定的轨迹时，则执行步骤S2。
13.根据权利要求12所述的路径规划方法，其中，
当所述所有的待筛选靶点分别与所述已确定的轨迹之间均为不冲突时，则生成所述第一风险第一子信息；
当所述所有的待筛选靶点分别与所述已确定的轨迹之间均为冲突时，则生成所述第一风险第二子信息和/或第一风险第四子信息；
当所述所有的待筛选靶点分别与所述已确定的轨迹之间既存在不冲突轨迹又存在冲突轨迹时，则生成所述第一风险第三子信息和/或生成所述第一风险第四子信息；
所述第一风险第三子信息用于指示删除冲突靶点后执行步骤S2，所述第一风险第四子信息用于指示删除已确定且冲突的轨迹后执行步骤S2。
14.根据权利要求1-5中任一项所述的路径规划方法，其中，
所述步骤S1还进一步包括：
接收用户界面中展示的预处理图像上选择所述靶点区域的指令，
所述预处理图像为通过图像预处理之后的电子计算机断层扫描图像和磁共振成像图像中的至少一个，
所述图像预处理包括以下步骤：
将所述电子计算机断层扫描图像和磁共振成像图像配准至磁共振T1加权成像的空间中；和
获得所述关键结构的掩模；和/或
获得左脑与右脑之间的中间面的掩模；和/或
获得进行脑血管图像分割后的血管图像。
15.一种可读存储介质，其中，
所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时以执行权利要求1-14中任一项所述的路径规划的方法。
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| CN117224348A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-15 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 一种基于介入造影手术的自动调整造影位置的方法及系统 |
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2022
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117224348A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-15 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 一种基于介入造影手术的自动调整造影位置的方法及系统 |
| CN117224348B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-02-06 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 一种自动调整造影位置的系统 |
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