CN116549116A - 一种基于3d实时全程量化导航的精准定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于术前试验规划技术领域，具体涉及一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统及方法。该发明能够在试验前规划出多条与病灶依附器官相互不冲突的探查通道，使得后续试验过程中，消融针抵达待测区域的过程中不会碰触到其它器官或组织，同时在试验前模拟了各个探查通道中消融针所需的引导时长和射频时长，并将高于医生疲劳度的引导时长筛除，在此基础上还保留了对病灶依附器官损伤最小的探查通道为最优路径，之后在试验中还能够实时确定并比对消融针位置，避免消融针引导过程中出现偏离而导致试验失败的现象发生。
Description
技术领域
本发明属于术前试验规划技术领域，具体涉及一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统及方法。
背景技术
在肿瘤治疗领域中，传统的方式多是通过外科手术切除或者长期服用药物进行治疗，外科手术切除对患者的身体损伤较大，且需要较长时间进行恢复，而药物治疗只能够起到短期的抑制作用，治疗效果不佳，当下，随着微创以及射频消融技术的不断发展，射频电极针可使组织内温度超过60℃，细胞死亡，产生坏死区域；如局部的组织温度超过100℃，肿瘤组织和围绕器官的实质发生凝固坏死，治疗时可产生一个很大的球形凝固坏死区，凝固坏死区之外还有43～60℃的热疗区，在此区域内，癌细胞可被杀死，而正常细胞可恢复，不仅不会对患者身体造成过大的损伤，而且还能够较好的杀死癌细胞的医疗技术手段。
为保证患者进行手术时的安全性，医生在执行手术之前多需要通过大量的试验来进行训练，但在现有技术中，确定病灶之后，其多是在获取到病灶影像之后，人为的确定进针通道，但是人体内环境较为复杂，消融针在靠近病灶位置的过程中，极易发生破坏人体内其它正常组织的现象，这无疑就会使得试验失败率增加，同时医生在操作消融针的过程较为缓慢，且需要高度集中精神，进而便易导致精神疲劳，其也是导致模拟试验失败的主要原因之一，基于此，本方案提供了一种能够在试验前规划出探查通道，以及试验中实时比对消融针位置的消融针导航和定位方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统及方法，能够在试验前规划出探查通道，以及试验中实时比对消融针位置，降低试验过程的失败率。
本发明采取的技术方案具体如下：
一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，包括：
获取待测区域，并对所述待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，所述扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
将所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
将所述病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到所述病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，所述时间信息包括引导时长以及射频时长；
将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它所述探查通道均标定为备选路径；
从所述最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
在一种优选方案中，所述将所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留待测区信息的步骤，包括：
从所述扫描信息中提取全部扫描图像，得到病灶依附组织图像以及病灶依附器官图像；
获取所述病灶依附器官图像中的管道信息，其中，所述管道信息包括旁支管道图像和气管内管道图像；
提取所述病灶依附器官、旁支管道图像和气管内管道图像的边缘特征点，并逐一连接，得到分割曲线，且将位于所述分割曲线外的扫描信息标定为干扰信息，并将其从扫描图像中移除，将位于所述分割曲线内的扫描信息标定为病灶信息，并保留在扫描图像中。
在一种优选方案中，所述从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道的步骤，包括：
获取病灶位置，以及病灶依附器官图像中的管道信息；
以所述病灶位置的中心点为出发点，向所述病灶依附器官的外侧延伸多条虚拟路径，并将与管道信息冲突的虚拟路径标定为无效路径，将与管道信息交错的虚拟路径标定为有效路径；
获取标准进针直径，并对其进行偏移处理，得到容许偏量；
根据所述容许偏量对有效路径进行偏移处理，筛选出所有与管道信息交错的有效路径，且将其标定为探查通道，再将所述探查通道与病灶位置重合的位置标定为定位点。
在一种优选方案中，所述根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息的步骤，包括：
获取所有探查通道，并依据所述探查通道逐一执行模拟引导，实时获取模拟图像，再统计模拟引导至定位点的时长，且将其标定为待评估时长；
获取标准时长，并与所述待评估时长相比较，筛除所有高于标准时长的待评估时长，且将低于标定时长的待评估时长标定为引导时长；
获取所有定位点对应的射频区域，其中，所述射频区域包括待测区域和器官损耗区域；
获取所述器官损耗区域在射频区域中的占比，并将其按照由高至低的顺序进行排列；
获取容许损耗区域，并按照器官损耗区域的排列顺序进行比较，筛除所有高于所述容许损耗区域的器官损耗区域，且统计低于所述容许损耗区域的器官损耗区域的时长，并将其标定为射频时长。
在一种优选方案中，所述引导时长的标定优先权高于射频时长的标定优先权。
在一种优选方案中，所述将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分的步骤，包括：
获取引导时长和射频时长，以及所述引导时长和射频时长的权重占比；
从所述评估模型中获取评估函数；
将所述引导时长、射频时长、引导时长和射频时长的权重占比一同输入至评估函数中，并将输出结果标定为综合模拟评分。
在一种优选方案中，所述实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致的步骤，包括：
构建监测周期，在所述监测周期内构建多个取样节点，并实时获取每个所述取样节点下参考图像中的进针位置，且将其标定为参考位置，并汇总为参考数据集；
实时获取试验图像中的进针位置，并构建比对周期，且在比对周期内构建多个比对节点，其中，所述比对周期与监测周期时段一致，所述比对节点与取样节点的节点一致；
实时获取所述比对节点下的试验图像，并与所述参考图像相比较，得到引导偏差量；
获取容许偏差阈值，并与所述引导偏差量进行比对；
若所述引导偏差量高于或等于容许偏差阈值，则表明试验引导正常；
若所述引导偏差量低于容许偏差阈值，则表明试验引导偏离，并立即生成偏离信号。
在一种优选方案中，所述偏离信号设置为灯光信号，持续时长为3～5s。
本发明还提供了，一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统，应用于上述的基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取待测区域，并对所述待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，所述扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
筛选模块，所述筛选模块用于所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
图像构建模块，所述图像构建模块用于将所述病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到所述病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
规划模块，所述规划模块用于从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
模拟模块，所述模拟模块用于根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，所述时间信息包括引导时长以及射频时长；
评估模块，所述评估模块用于将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它所述探查通道均标定为备选路径；
图像调用模块，所述图像调用模块用于从所述最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
判定模块，所述判定模块用于实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
以及，一种基于3D实时全程量化导航的精准定位终端，包括：
至少一个处理器；
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
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基于3D实时全程量化导航的精准定位方法。
本发明取得的技术效果为：
本发明能够在试验前规划出多条与病灶依附器官相互不冲突的探查通道，使得后续试验过程中，消融针抵达待测区域的过程中不会碰触到其它器官或组织，同时在试验前模拟了各个探查通道中消融针所需的引导时长和射频时长，并将高于医生疲劳度的引导时长筛除，在此基础上还保留了对病灶依附器官损伤最小的探查通道为最优路径，之后在试验中还能够实时确定并比对消融针位置，避免消融针引导过程中出现偏离而导致试验失败的现象发生，进而为后续实际的操作提供良好的基础。
附图说明
图1是本发明所提供的方法流程图；
图2是本发明所提供的系统模块图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
请参阅图1和图2所示，本发明提供了一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，包括：
S1、获取待测区域，并对待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
S2、将扫描信息输入至筛选模型中，将干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
S3、将病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
S4、从待规划图像中获取病灶位置，并将病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
S5、根据多个探查通道，逐一对待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，时间信息包括引导时长以及射频时长；
S6、将时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它探查通道均标定为备选路径；
S7、从最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
S8、实时获取试验图像，并与参考图像进行比较，且判断试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
如上述步骤S1-S8所述，在肿瘤治疗领域中，传统的方式多是通过外科手术切除或者长期服用药物进行治疗，外科手术切除对患者的身体损伤较大，且需要较长时间进行恢复，而药物治疗只能够起到短期的抑制作用，治疗效果不佳，当下，随着微创以及射频消融技术的不断发展，射频电极针可使组织内温度超过60℃，细胞死亡，产生坏死区域；如局部的组织温度超过100℃，肿瘤组织和围绕器官的实质发生凝固坏死，治疗时可产生一个很大的球形凝固坏死区，凝固坏死区之外还有43～60℃的热疗区，在此区域内，癌细胞可被杀死，而正常细胞可恢复，不仅不会对患者身体造成过大的损伤，而且还能够较好的杀死癌细胞，基于此，本实施例采用3D实时全程量化导航技术，在执行试验手术之前进行术前规划，降低试验的失败率，本实施例中，首先需要明确的便是患者待测区域，如肝、肺、胃等器官所在的位置区域，而后对其进行扫描处理，此过程可利用多层螺旋CT进行扫描处理，当然也可以是其它成像技术，在此就不加以具体的限定，其目的均旨在于提取人体内部待测区域的影像信息，之后结合IQQA智能三维全量化重建技术平台来构建病灶所在器官的三维重建图像，IQQA适用于胸腹部三维影像全量化解读分析，医生可对胸腹部CT或MR影像在三维上直观地对肝脏、肺脏、胰腺、胆道、肾脏、血管等脏器进行实时交互、智能、全量化分析评估，此为本领域人员常用的技术手段，在此就不加以过多的赘述，由于需要进行术前规划，以便于辅助后续术中医生的操作，此处将其标定为待规划图像，而后将待规划图像输入至路径规划模型中，可以得到多条符合射频消融的探查通道，并将探查通道的终点（位于待测区域中）确定为定位点，为寻找最优探查通道，本实施例逐一对这些探查通道进行模拟消融，得到模拟图像的同时，还能够得到模拟消融过程中的引导时长和射频时长，其中，引导时长不得高于医生的疲劳时长，否则易导致术中出现不可控的风险，而在统计射频时长时，需要判断其对病灶依附器官的损伤性，而后将其输入至综合评估模型中对各个探查通道对应的综合模拟评分进行比较，并将模拟消融评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它探查通道均标定为备选路径，此结果仅为医生提供数据参考，在后续试验过程中，还需要根据医生的经验进行选择，之后在进行试验时，通过实时获取试验图像，判断其是否与参考图像一致，以此来判断是否继续进行试验，从而便可有效的降低试验过程中的失败率。
在一个较佳的实施方式中，将扫描信息输入至筛选模型中，将干扰信息从扫描信息中筛除，并保留待测区信息的步骤，包括：
S201、从扫描信息中提取全部扫描图像，得到病灶依附组织图像以及病灶依附器官图像；
S202、获取病灶依附器官图像中的管道信息，其中，管道信息包括旁支管道图像和气管内管道图像；
S203、提取病灶依附器官、旁支管道图像和气管内管道图像的边缘特征点，并逐一连接，得到分割曲线，且将位于分割曲线外的扫描信息标定为干扰信息，并将其从扫描图像中移除，将位于分割曲线内的扫描信息标定为病灶信息，并保留在扫描图像中。
如上述步骤S201-S203所述，在对待测区域进行扫描时，难免会出现一些干扰信息，主要为一些其它不属于病灶依附器官的区域，结合医疗经验，确定病灶依附器官的形状，并基于其构建分割曲线即可，其中，分割曲线在构建时可以人为的进行边缘调整，在构建分割曲线时可基于GrabCut算法实现，而后将位于分割曲线外侧的扫描信息标定为干扰信息，并将其从扫描图像中去除即可，至于分割曲线内部的扫描信息则就被标定为病灶信息，至此便可完成对干扰信息的筛除步骤，有效的减少后续规划探查通道中的干扰因素。
在一个较佳的实施方式中，从待规划图像中获取病灶位置，并将病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道的步骤，包括：
S401、获取病灶位置，以及病灶依附器官图像中的管道信息；
S402、以病灶位置的中心点为出发点，向病灶依附器官的外侧延伸多条虚拟路径，并将与管道信息冲突的虚拟路径标定为无效路径，将与管道信息交错的虚拟路径标定为有效路径；
S403、获取标准进针直径，并对其进行偏移处理，得到容许偏量；
S404、根据容许偏量对有效路径进行偏移处理，筛选出所有与管道信息交错的有效路径，且将其标定为探查通道，再将探查通道与病灶位置重合的位置标定为定位点。
如上述步骤S401-S404所述，在构建探查通道时，首先需要明确的是射频消融针在执行进针引导时不能够与病灶依附器官内的管道信息相接触，否则就会对患者造成二次损伤，本实施方式中，为保证医生在术中执行进针引导时的安全性，对消融针的进针直径进行偏移处理，得到容许偏量，其中，容许偏量需要依据医生经验进行设置，如选用的消融针直径为1.5mm，其容许偏量可以设置为0.3～0.5mm，其可以提高医生在执行进针引导时的容错率，基于此，规划出探查通道，而后分别确定这些探查通道的与病灶位置重合点为定位点即可，为后续医生在进行试验时提供一个合理规划，保证试验的成功率。
在一个较佳的实施方式中，根据多个探查通道，逐一对待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息的步骤，包括：
S501、获取所有探查通道，并依据探查通道逐一执行模拟引导，实时获取模拟图像，再统计模拟引导至定位点的时长，且将其标定为待评估时长；
S502、获取标准时长，并与待评估时长相比较，筛除所有高于标准时长的待评估时长，且将低于标定时长的待评估时长标定为引导时长；
S503、获取所有定位点对应的射频区域，其中，射频区域包括待测区域和器官损耗区域；
S504、获取器官损耗区域在射频区域中的占比，并将其按照由高至低的顺序进行排列；
S505、获取容许损耗区域，并按照器官损耗区域的排列顺序进行比较，筛除所有高于容许损耗区域的器官损耗区域，且统计低于容许损耗区域的器官损耗区域的时长，并将其标定为射频时长。
如上述步骤S501-S505所述，在探查通道确定之后，先行进行试验前的模拟消融能够减少术中进针引导的时间，同时也能够确保消融效果，首先依据探查通道执行进针引导，获取每个探查通道下消融针到达消融点的时长，并将其标定为待评估时长，而后将其与标准时长进行比较，其中，标准时长为医生疲劳时长，其设置目的是为了保证医生能够在安全环境下执行进针引导，进而便可筛选出低于标定时长的待评估时长，之后再将其标定为引导时长即可，并且筛选出与引导时长相对应的探查通道，在这些探查通道的基础上，判断其对应的消融点的射频区域，本实施方式将射频区域分为待测区域和器官损耗区域，其中，待测区域为组织病变的区域，而器官损耗区域为消融过程中器官损伤区域，为减少消融过程中病灶依附器官的损伤，此处预设一个容许损耗区域，并将高于该容许损耗区域的射频区域筛除，保留低于容许损耗区域的射频区域，并保留与其对应的探查通道，而后再统计这些射频区域下的射频时长即可，此处，需要说明的是，消融针在执行引导时要先于消融，为保证试验的成功性，此处，引导时长的标定优先权高于射频时长的标定优先权，即探查通道的选择符合引导时长之后，再行筛选射频区域，并确定其射频时长。
在一个较佳的实施方式中，将时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分的步骤，包括：
S601、获取引导时长和射频时长，以及引导时长和射频时长的权重占比；
S602、从评估模型中获取评估函数；
S603、将引导时长、射频时长、引导时长和射频时长的权重占比一同输入至评估函数中，并将输出结果标定为综合模拟评分。
如上述步骤S601-S603所述，评估函数为：，式中，/>表示综合模拟评分，/>表示引导时长的权重占比，/>表示引导时长，/>表示射频时长的权重占比，/>表示射频时长，且/>，由于此过程关乎患者的生命安全，故而在制定引导时长和射频时长的权重占比时，需要专业医生根据不同的病灶，以及病灶的恶化程度进行评定，文中对此就不加以具体的限制，而在得到综合模拟评分之后，将其按照由高至低的顺序进行排列，便可得到最优路径和备选路径，之后根据医生的需求选择其中之一作为试验中进针路径即可，为试验中的消融操作提供一个精准导航和定位的数据支持，能够极大程度上降低试验过程的失败率。
在一个较佳的实施方式中，实时获取试验图像，并与参考图像进行比较，且判断试验图像与参考图像是否一致的步骤，包括：
S801、构建监测周期，在监测周期内构建多个取样节点，并实时获取每个取样节点下参考图像中的进针位置，且将其标定为参考位置，并汇总为参考数据集；
S802、实时获取试验图像中的进针位置，并构建比对周期，且在比对周期内构建多个比对节点，其中，比对周期与监测周期时段一致，比对节点与取样节点的节点一致；
S803、实时获取比对节点下的试验图像，并与参考图像相比较，得到引导偏差量；
S804、获取容许偏差阈值，并与引导偏差量进行比对；
若引导偏差量高于或等于容许偏差阈值，则表明试验引导正常；
若引导偏差量低于容许偏差阈值，则表明试验引导偏离，并立即生成偏离信号。
如上述步骤S801-S804所述，在术中进针路径确定之后，同步调用与其对应的模拟消融图像，文中将其标定为参考图像，之后通过构建监测周期和取样节点的方式，先行确定消融针在参考图像中的位置，并将其汇总为参考数据集，此处，参考数据集中的参考位置均用于与试验过程中消融针的实时位置进行比较，在试验过程中，构建有与监测周期一致的比对周期，与取样节点一致的比对节点，每个比对节点下，均会获取一次消融针的位置，即上述提及的试验图像，再将其与参考图像进行比较，判断消融针的位置是否偏离参考位置，在偏离的情况下，则需要将其与预设的容许偏差阈值进行比较，避免试验过程中引导偏离而导致消融针引导失败，此处，容许偏差阈值是基于医生实际引导过程中允许存在的误差，例如，消融针引导距离应为10mm，但此时引导距离为9mm，容许偏差阈值为2mm，就表明在引导时长之内，有足够的时间进行调整，若是消融针的引导距离为11mm，则其引导偏差量为正值，则说明引导过程速度比术前规划过长速度快，此时消融针能够更快的达到消融点，故而不将其标定为引导偏离，故而此处将容许偏差阈值的取值设置为负值，在其被判定为引导偏离时，发出偏离信号，且需要立即退出消融针。
在一个较佳的实施方式中，偏离信号设置为灯光信号，持续时长为3～5s。
其中，由于医生在执行消融针的引导作业时，需要高度集中精神，受到外部刺激时可能会引起其本能紧张感，从而使得消融针损伤患者，故而在设置偏离信号时，不将其设置为声音信号，将其设置为灯光信号来警示医生和协助引导的辅助人员（护士等），减少偏离信号对医生的刺激，以此来保证患者的生命安全不会受到威胁。
本发明还提供了，一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统，应用于上述的基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，包括：
获取模块，获取模块用于获取待测区域，并对待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
筛选模块，筛选模块用于扫描信息输入至筛选模型中，将干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
图像构建模块，图像构建模块用于将病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
规划模块，规划模块用于从待规划图像中获取病灶位置，并将病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
模拟消融模块，模拟消融模块用于根据多个探查通道，逐一对待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，时间信息包括引导时长以及射频时长；
评估模块，评估模块用于将时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它探查通道均标定为备选路径；
图像调用模块，图像调用模块用于从最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
判定模块，判定模块用于实时获取试验图像，并与参考图像进行比较，且判断试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
如上述，人体内组织发生病变的情况下，特别是肿瘤，是极难被治愈的，且手术过程存在较高的风险，但随着医疗技术的不断发展，已经能够通过微创手术进行治疗，其需要以图像分析处理分析技术为基础进行，本方案中，首先利用获取模块来采集患者体内待测区域的影像，再利用筛选模块筛除干扰信息，并保留病灶信息及病灶依附器官，之后基于IQQA智能三维全量化重建技术平台完成病灶信息的三维重建图像，之后通过规划模块进行术前规划，得到多个探查通道，之后基于这些探查通道进行模拟消融，得到满足引导时长和射频时长的探查通道，并结合评估模块来确定最优路径和备选路径，为后续试验过程中执行消融针的引导提供数据支持，实施试验作业时，首先从最优路径和备选路径中选择其一作为术中进针路径，并以此为基础执行进针操作，最后通过判定模块来判断术中进针过程是否存在偏离，并在出现偏离时发出偏离信号，且立即退出消融针。
以及，一种基于3D实时全程量化导航的精准定位终端，包括：
至少一个处理器；
以及与至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的基于3D实时全程量化导航的精准定位方法。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (10)
1.一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：包括：
获取待测区域，并对所述待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，所述扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
将所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
将所述病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到所述病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，所述时间信息包括引导时长以及射频时长；
将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它所述探查通道均标定为备选路径；
从所述最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述将所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留待测区信息的步骤，包括：
从所述扫描信息中提取全部扫描图像，得到病灶依附组织图像以及病灶依附器官图像；
获取所述病灶依附器官图像中的管道信息，其中，所述管道信息包括旁支管道图像和气管内管道图像；
提取所述病灶依附器官、旁支管道图像和气管内管道图像的边缘特征点，并逐一连接，得到分割曲线，且将位于所述分割曲线外的扫描信息标定为干扰信息，并将其从扫描图像中移除，将位于所述分割曲线内的扫描信息标定为病灶信息，并保留在扫描图像中。
3.根据权利要求2所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道的步骤，包括：
获取病灶位置，以及病灶依附器官图像中的管道信息；
以所述病灶位置的中心点为出发点，向所述病灶依附器官的外侧延伸多条虚拟路径，并将与管道信息冲突的虚拟路径标定为无效路径，将与管道信息交错的虚拟路径标定为有效路径；
获取进针直径，并对其进行偏移处理，得到容许偏量；
根据所述容许偏量对有效路径进行偏移处理，筛选出所有与管道信息交错的有效路径，且将其标定为探查通道，再将所述探查通道与病灶位置重合的位置标定为定位点。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息的步骤，包括：
获取所有探查通道，并依据所述探查通道逐一执行进针引导，实时获取试验图像，再统计进针引导至定位点的时长，且将其标定为待评估时长；
获取标准时长，并与所述待评估时长相比较，筛除所有高于标准时长的待评估时长，且将低于标定时长的待评估时长标定为引导时长；
获取所有定位点对应的射频区域，其中，所述射频区域包括待测区域和器官损耗区域；
获取所述器官损耗区域在射频区域中的占比，并将其按照由高至低的顺序进行排列；
获取容许损耗区域，并按照器官损耗区域的排列顺序进行比较，筛除所有高于所述容许损耗区域的器官损耗区域，且统计低于所述容许损耗区域的器官损耗区域的时长，并将其标定为射频时长。
5.根据权利要求4所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述引导时长的标定优先权高于射频时长的标定优先权。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分的步骤，包括：
获取引导时长和射频时长，以及所述引导时长和射频时长的权重占比；
从所述评估模型中获取评估函数；
将所述引导时长、射频时长、引导时长和射频时长的权重占比一同输入至评估函数中，并将输出结果标定为综合模拟评分。
7.根据权利要求1所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致的步骤，包括：
构建监测周期，在所述监测周期内构建多个取样节点，并实时获取每个所述取样节点下参考图像中的进针位置，且将其标定为参考位置，并汇总为参考数据集；
实时获取试验图像中的进针位置，并构建比对周期，且在比对周期内构建多个比对节点，其中，所述比对周期与监测周期时段一致，所述比对节点与取样节点的节点一致；
实时获取所述比对节点下的试验图像，并与所述参考图像相比较，得到引导偏差量；
获取容许偏差阈值，并与所述引导偏差量进行比对；
若所述引导偏差量高于或等于容许偏差阈值，则表明进针引导正常；
若所述引导偏差量低于容许偏差阈值，则表明进针引导偏离，并立即生成偏离信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：所述偏离信号设置为灯光信号，持续时长为3～5s。
9.一种基于3D实时全程量化导航的精准定位系统，应用于权利要求1至8中任意一项所述的基于3D实时全程量化导航的精准定位方法，其特征在于：包括：
获取模块，所述获取模块用于获取待测区域，并对所述待测区域进行扫描处理，得到扫描信息，其中，所述扫描信息包括病灶信息和干扰信息；
筛选模块，所述筛选模块用于所述扫描信息输入至筛选模型中，将所述干扰信息从扫描信息中筛除，并保留病灶信息；
图像构建模块，所述图像构建模块用于将所述病灶信息输入至三维全量化重建技术平台中，得到所述病灶信息的三维重建图像，且将其标定为待规划图像；
规划模块，所述规划模块用于从所述待规划图像中获取病灶位置，并将所述病灶位置输入至路径规划模型中，得到多个探查通道；
模拟模块，所述模拟模块用于根据多个所述探查通道，逐一对所述待规划图像进行模拟，生成模拟图像，且同步得到模拟过程的时间信息，所述时间信息包括引导时长以及射频时长；
评估模块，所述评估模块用于将所述时间信息输入至评估模型中，得到综合模拟评分，并将对应综合模拟评分取值最大的探查通道标定为最优路径，其它所述探查通道均标定为备选路径；
图像调用模块，所述图像调用模块用于从所述最优路径和备选路径中选择一条作为模拟路径，并调用与该模拟路径相对应的模拟图像为参考图像；
判定模块，所述判定模块用于实时获取试验图像，并与所述参考图像进行比较，且判断所述试验图像与参考图像是否一致；
若不一致，生成偏离信号；
若一致，则继续进行试验。
10.一种基于3D实时全程量化导航的精准定位终端，其特征在于：包括：
至少一个处理器；
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
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权利要求1至8中任意一项所述的基于3D实时全程量化导航的精准定位方法。
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