CN117618109A - 基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，包括：图像获取模块，用于基于MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，并对乳腺部位MRI图像进行预处理，确定组织结构特征；病灶定位模块，用于基于组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，并基于三维模型确定病灶区域，且对病灶区域进行解析，确定病灶区域的病灶特征；穿刺引导模块，用于基于病灶特征对病灶区域进行标记，并基于标记结果确定穿刺引导路径，且基于可视化的引导图像对穿刺引导路径进行实时动态指引。保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

Description

基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统。

背景技术

目前，随着医疗技术的不断发展，在进行外科手术之前进行病灶定位及穿刺引导已被广泛应用在临床，病灶定位及穿刺引导可以帮助医生准确地定位、瞄准要处理的部位，从而避免无效的穿刺、维持血管和神经的完整性，提高了治疗效果，其中，MRI的乳腺外科手术就是其中的一种应用；

但是，传统的外科手术术前病灶定位及穿刺引导多依赖于静态的影像学技术，如X射线、CT等，会对患者产生辐射影响，而且在手术过程中，患者的解剖结构和病变位置可能会发生变化，例如呼吸、肿瘤移动等，这导致静态影像无法准确反映实时的解剖情况，从而可能导致目标无法精准定位或引导，同时，传统的病灶定位和穿刺引导通常需要停止手术操作，将患者移动到影像设备旁边进行扫描和分析，这造成了操作过程的延迟，并且在实时引导方面存在限制；

因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统。

发明内容

本发明提供一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，用以通过MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，避免了对患者造成辐射影响，其次，对得到的乳腺部位MRI图像进行预处理和解析，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，并根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，便于根据三维模型对乳腺部位的病灶区域进行准确有效的确定，保障了病灶区域确定的准确性以及可靠性，最后，通过构建的三维模型规划最佳穿刺引导路径，并通过实时的可视化的引导图像进行穿刺引导，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

本发明提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，包括：

图像获取模块，用于基于MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，并对乳腺部位MRI图像进行预处理，确定组织结构特征；

病灶定位模块，用于基于组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，并基于三维模型确定病灶区域，且对病灶区域进行解析，确定病灶区域的病灶特征；

穿刺引导模块，用于基于病灶特征对病灶区域进行标记，并基于标记结果确定穿刺引导路径，且基于可视化的引导图像对穿刺引导路径进行实时动态指引。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

异常检测单元，用于基于预设金属探测仪对患者进行扫描，并基于扫描结果确定是否存在金属物品，且当存在金属物品时，对金属物品进行定位的同时向监测终端发送报警通知；

定位单元，用于当不存在金属物品时，基于乳腺部位与MRI扫描仪的标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位进行定位指引，并基于定位指引结果向MRI扫描仪发送触发指令；

扫描单元，用于基于触发指令控制MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行动态扫描，并基于扫描结果得到患者的乳腺部位MRI图像。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，扫描单元，包括：

图像解析子单元，用于对得到的乳腺部位MRI图像进行拆分，得到MRI图像块，并分别提取每一MRI图像块的像素值；

对比度确定子单元，用于将任意MRI图像块的像素值进行差异比较，得到任意两个MRI图像块之间的像素差，并将像素差进行加权求和，得到乳腺部位MRI图像的对比度；

干预子单元，用于将对比度与基准造影对比度进行对比，并当对比度小于基准造影对比度时向监测终端发送注射造影剂通知，且在注射完成后重新获取乳腺部位MRI图像。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

图像调取单元，用于调取得到的乳腺部位MRI图像，并将乳腺部位MRI图像进行等规格区域划分，得到待去噪图像区域块；

图像去噪单元，用于：

基于预设相似度度量指标对每个待去噪图像区域块进行像素遍历，并基于像素遍历结果得到的像素特征确定相似待去噪图像区域块对；

基于相似待去噪图像区域块对分别确定每一待去噪图像区域块对中当前待去噪图像区域块的噪声分布，并基于噪声分布对当前待去噪图像区域块进行图像滤波；

基于原位置信息以及图像滤波结果将去噪处理后得到的每一标准图像区域块进行图像归位，并基于图像归位结果完成对乳腺部位MRI图像的预处理。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

图像分析单元，用于对预处理后的乳腺部位MRI图像进行解析，确定乳腺部位MRI图像中的乳腺外轮廓信息点，并基于乳腺外轮廓信息点确定乳腺轮廓框架；

信息解析单元，用于：

基于乳腺轮廓框架筛选敏感图像区域，并分别确定敏感图像区域中不同位置处的不同方向下的磁共振信号特征；

基于不同方向下的磁共振信号特征确定同一位置处不同方向下的结构形态特征信息，并基于不同方向之间的方向关联关系将同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行特征关联，得到子腺体结构特征；

组织结构特征确定单元，用于：

基于特征关联结果确定不同子腺体结构特征在乳腺轮廓框架中的分布形态，并基于分布形态将不同子腺体结构特征进行关联封装；

基于关联封装结果得到乳腺部位的组织结构特征。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，病灶定位模块，包括：

信息调取单元，用于调取得到的组织结构特征，并基于组织结构特征锁定定位组织结构，且对定位组织结构进行定位标记；

模型构建单元，用于基于定位标记结果根据计算机对定位组织结构进行初始建模，同时，分别确定其余组织结构与定位组织结构的空间位置关系，并基于空间位置关系对其余组织结构进行二次建模；

模型处理单元，用于基于组织结构特征提取各组织结构的色彩阈值特征，并基于色彩阈值特征对二次建模后的三维模型进行模型渲染，且基于模型渲染结果得到乳腺部位最终的三维模型。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，病灶定位模块，包括：

模型解析单元，用于基于三维模型确定乳腺部位中不同组织结构的生理表征，并基于病变量化指标构建病变评估体系，且基于病变评估体系对不同组织结构的生理表征进行分析，得到病灶区域；

病灶区域解析单元，用于提取病灶区域的边缘特征，并基于边缘特征确定病灶区域与正常组织结构区域的边缘分界线，且基于边缘分界线将病灶区域与正常组织结构区域进行划分；

病灶特征确定单元，用于：

基于划分结果提取病灶区域的像素灰度分布，并基于像素灰度分布确定病灶区域的病灶核心区域以及病灶边缘扩散区域；

分别确定不同方位下的病灶边缘扩散区域边缘至病灶核心区域中心的目标距离，并基于目标距离确定病灶区域的覆盖面特征；

基于三维模型对病灶区域进行全局分析，并基于全局分析结果得到病灶区域在三维模型中的目标位置；

基于病灶区域的覆盖面特征以及目标位置得到病灶区域的病灶特征。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

区域标记单元，用于基于病灶特征在三维模型中对病灶区域进行区域标记，并基于区域标记结果在病灶区域中确定样本采样位置，且对样本采样位置进行点标记；

路径规划单元，用于确定穿刺切入点以及途径组织结构区域，并基于穿刺约束条件、穿刺切入点和点标记结果确定途径组织结构区域的N条穿刺引导路径；

路径确定单元，用于基于乳腺部位的三维模型对N条穿刺引导路径进行迭代模拟穿刺，并基于评估指标对每一次迭代模拟穿刺结果进行置信度评估，且基于置信度评估结果确定最终的穿刺引导路径。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

穿刺追踪单元，用于配置穿刺追踪监控线程，并当穿刺开始时同步触发穿刺追踪监控线程，且基于穿刺追踪监控线程对预设穿刺装置进行实时追踪；

显示单元，用于将预设穿刺装置的实时追踪结果在穿刺引导路径上进行映射显示，并基于映射显示结果构建可视化的引导图像，且基于可视化的引导图像确定预设穿刺装置与穿刺引导路径的相对位置关系；

动态指引单元，用于：

当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径重合时，确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置，并基于当前位置确定预设穿刺装置在下一阶段的穿刺方向以及移动角度；

基于穿刺方向以及移动角度在可视化的引导图像中采用虚拟闪烁引导标记点对下一阶段的穿刺引导路径进行突出显示，完成实时动态指引。

优选的，一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，动态指引单元，包括：

动态修正子单元，用于当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径不重合时，向管理终端发送预警通知，并基于预警通知结果确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置相对穿刺引导路径的偏转角度；

修正指引子单元，用于：

基于偏转角度确定对预设穿刺装置的修正路径，并基于差异显示将修正路径在可视化的引导图像进行突出显示；

基于突出显示结果与预设穿刺装置的穿刺方向以及穿刺角度进行修正指引。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.通过MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，避免了对患者造成辐射影响，其次，对得到的乳腺部位MRI图像进行预处理和解析，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，并根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，便于根据三维模型对乳腺部位的病灶区域进行准确有效的确定，保障了病灶区域确定的准确性以及可靠性，最后，通过构建的三维模型规划最佳穿刺引导路径，并通过实时的可视化的引导图像进行穿刺引导，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

2.通过对预处理后的乳腺部位MRI图像进行解析，实现对乳腺轮廓框架进行锁定，其次，通过对乳腺轮廓框架内部的MRI图像进行解析，实现对敏感图像区域进行有效锁定，并对锁定的敏感图像区域进行解析，实现对同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行有效去欸的那个，最后，根据不同方向之间的方向关联关系将同一位置处的结构形态特征信息进行特征关联以及对不同位置处的子腺体结构特征进行关联，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，为构建乳腺部位的三维模型提供了可靠保障，便于根据构建的三维模型对病灶区域进行锁定以及对穿刺引导路径进行准确有效的规划。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本申请文件中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统中图像获取模块的结构图；

图3为本发明实施例中一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统中病灶定位模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，如图1所示，包括：

图像获取模块，用于基于MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，并对乳腺部位MRI图像进行预处理，确定组织结构特征；

病灶定位模块，用于基于组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，并基于三维模型确定病灶区域，且对病灶区域进行解析，确定病灶区域的病灶特征；

穿刺引导模块，用于基于病灶特征对病灶区域进行标记，并基于标记结果确定穿刺引导路径，且基于可视化的引导图像对穿刺引导路径进行实时动态指引。

该实施例中，MRI是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging)的缩写，是一种先进的医学影像技术，通过利用强大的磁场和无害的无线电波，MRI可以生成具有高分辨率的详细人体结构图像。

该实施例中，MRI扫描仪是提前设定好的，是用于获取乳腺部位的磁共振成像的执行主体。

该实施例中，MRI图像指的是通过MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行扫描后得到的乳腺部位的磁共振图像。

该实施例中，预处理指的是对得到的乳腺部位MRI图像进行去噪处理，目的是确保乳腺部位MRI图像的清晰度以及可靠度。

该实施例中，组织结构特征指的是乳腺组织的密度、结构、乳腺组织之间的关联关系以及不同乳腺组织所处的位置情况等。

该实施例中，三维模型指的是根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的立体模型，从而便于对乳腺部位的病灶区域进行锁定和便于确定穿刺引导的引导路径。

该实施例中，病灶区域指的是在生物体(如人体)内部出现异常的组织区域，例如病灶可以是肿瘤、炎症、感染、结石、损伤、血管异常等。

该实施例中，病灶特征指的是病灶区域的面积大小以及病灶区域在乳腺部位中所处的具体位置情况等。

该实施例中，基于病灶特征对病灶区域进行标记的目的是为了便于根据标记结果确定穿刺终点，从而便于进行穿刺引导路径的确定。

该实施例中，可视化的引导图像指的是将穿刺装置以及穿刺引导路径进行实时显示，从而便于对穿刺进度以及穿刺装置在不同时刻下的穿刺情况进行有效了解。

该实施例中，实时动态指引指的是根据确定的穿刺引导路径对传输装置的实时位置以及下一时刻的移动方向以及移动角度进行指引，目的是辅助医护人员顺利完成穿刺操作。

上述技术方案的有益效果是：通过MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，避免了对患者造成辐射影响，其次，对得到的乳腺部位MRI图像进行预处理和解析，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，并根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，便于根据三维模型对乳腺部位的病灶区域进行准确有效的确定，保障了病灶区域确定的准确性以及可靠性，最后，通过构建的三维模型规划最佳穿刺引导路径，并通过实时的可视化的引导图像进行穿刺引导，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

异常检测单元，用于基于预设金属探测仪对患者进行扫描，并基于扫描结果确定是否存在金属物品，且当存在金属物品时，对金属物品进行定位的同时向监测终端发送报警通知；

定位单元，用于当不存在金属物品时，基于乳腺部位与MRI扫描仪的标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位进行定位指引，并基于定位指引结果向MRI扫描仪发送触发指令；

扫描单元，用于基于触发指令控制MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行动态扫描，并基于扫描结果得到患者的乳腺部位MRI图像。

该实施例中，预设金属探测仪是提前设定好的，是用于探测患者身上是否存在金属物的检测装置，其中，金属物品包括：金属植入物：例如人工心脏瓣膜、人工关节(如人工髋关节和人工膝关节)、脊椎螺钉和骨板等；

金属内腔器械：如金属支架、血管腔扩张器(如心脏支架)等。

该实施例中，标准相对位置关系是提前设定好的，用于表征通过MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行扫描时，乳腺部位理论上应该所处的区域范围，即MRI扫描仪能够有效扫描的区域。

该实施例中，身体特征参数指的是患者的身高以及体宽等身体指标参数。

该实施例中，定位指引指的是根据标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位扫描位置进行指引，目的是确保通过MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行准确有效的扫描。

上述技术方案的有益效果是：通过检测患者身上是否存在金属物品，且当存在金属物品时，对金属物品进行定位以及报警，避免的金属物品对MRI扫描的影响，同时也提高了检测金属物品的智能性以及可靠性，其次，当不存在金属物品时，根据乳腺部位与MRI扫描仪的标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位进行定位指引，实现对患者的乳腺部位进行准确可靠的MRI扫描，保障了获取到的MRI图像的准确可靠性。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，扫描单元，包括：

图像解析子单元，用于对得到的乳腺部位MRI图像进行拆分，得到MRI图像块，并分别提取每一MRI图像块的像素值；

对比度确定子单元，用于将任意MRI图像块的像素值进行差异比较，得到任意两个MRI图像块之间的像素差，并将像素差进行加权求和，得到乳腺部位MRI图像的对比度；

干预子单元，用于将对比度与基准造影对比度进行对比，并当对比度小于基准造影对比度时向监测终端发送注射造影剂通知，且在注射完成后重新获取乳腺部位MRI图像。

该实施例中，MRI图像块指的是对得到的乳腺部位MRI图像进行拆分后，得到的乳腺部位MRI图像的一部分。

该实施例中，像素差指的是得到的MRI图像块中任意两个图像块之间的像素差值，包括分辨率差值等。

该实施例中，乳腺部位MRI图像的对比度指的是描述图像中不同区域之间明暗差异的程度，表示了图像中最暗和最亮像素之间的差距，对比度高的图像具有明显的明暗变化，而对比度低的图像呈现出较为平坦和模糊的外观。

该实施例中，基准造影对比度是提前设定好的，用于表征在确定病灶区域时MRI图像需要达到的最低对比度值。

上述技术方案的有益效果是：通过对得到的乳腺部位MRI图像进行拆分和对比分析，实现对拆分后任意两个MRI图像块之间的像素差进行准确有效的确定，其次，通过对多个不同像素差值进行加权求和，实现对乳腺部位MRI图像的对比度进行准确有效的确定，为确定乳腺部位的病灶区域提供了便利和保障，最后，在对比度不满足基准造影对比度时，向监测终端发送注射造影剂通知，保障了获取到的乳腺部位MRI图像的准确可靠性。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

图像调取单元，用于调取得到的乳腺部位MRI图像，并将乳腺部位MRI图像进行等规格区域划分，得到待去噪图像区域块；

图像去噪单元，用于：

基于预设相似度度量指标对每个待去噪图像区域块进行像素遍历，并基于像素遍历结果得到的像素特征确定相似待去噪图像区域块对；

基于相似待去噪图像区域块对分别确定每一待去噪图像区域块对中当前待去噪图像区域块的噪声分布，并基于噪声分布对当前待去噪图像区域块进行图像滤波；

基于原位置信息以及图像滤波结果将去噪处理后得到的每一标准图像区域块进行图像归位，并基于图像归位结果完成对乳腺部位MRI图像的预处理。

该实施例中，待去噪图像区域块指的是对得到的乳腺部位MRI图像进行均分后得到的不同的图像块。

该实施例中，预设相似度度量指标是提前设定好的，例如可以是像素值的灰度值等。

该实施例中，像素遍历指的是对每个待去噪图像区域块中每个像素的像素值进行查验，其中，像素特征即为像素遍历的结果，包括像素的灰度值以及色彩阈值等。

该实施例中，相似待去噪图像区域块对指的是根据像素遍历结果确定的待去噪图像区域块中记录对象以及像素灰度值满足相似度阈值的所有待去噪图像区域块，目的为了通过相似待去噪图像区域块对进行差异比较，确定各待去噪图像区域块中存在的噪声。

该实施例中，噪声分布指的是图像噪声在相应待去噪图像区域块中的分布位置情况。

该实施例中，图像滤波即为根据噪声分布对待去噪图像区域块中的噪声进行去除。

该实施例中，原位置信息指的是不同待去噪图像区域块在原始乳腺部位MRI图像中所处的具体位置信息。

该实施例中，标准图像区域块指的是对待去噪图像区域块进行图像滤波后，得到的无图像噪声的乳腺部位MRI图像的图像块。

上述技术方案的有益效果是：通过对得到的乳腺部位MRI图像进行等规格划分，并对划分后得到的待去噪图像区域块进行去噪，保障了对乳腺部位MRI图像的预处理效果，最后，将去噪处理后的每一标准图像区域块进行图像归位，确保最终得到的乳腺部位MRI图像的清晰可靠性，为病灶区域定位以及穿刺引导提供可靠保障。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，如图2所示，图像获取模块，包括：

图像分析单元，用于对预处理后的乳腺部位MRI图像进行解析，确定乳腺部位MRI图像中的乳腺外轮廓信息点，并基于乳腺外轮廓信息点确定乳腺轮廓框架；

信息解析单元，用于：

基于乳腺轮廓框架筛选敏感图像区域，并分别确定敏感图像区域中不同位置处的不同方向下的磁共振信号特征；

基于不同方向下的磁共振信号特征确定同一位置处不同方向下的结构形态特征信息，并基于不同方向之间的方向关联关系将同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行特征关联，得到子腺体结构特征；

组织结构特征确定单元，用于：

基于特征关联结果确定不同子腺体结构特征在乳腺轮廓框架中的分布形态，并基于分布形态将不同子腺体结构特征进行关联封装；

基于关联封装结果得到乳腺部位的组织结构特征。

该实施例中，乳腺外轮廓信息点指的是乳腺部位MRI图像中能够表征乳腺边缘轮廓的像素点信息。

该实施例中，乳腺轮廓框架指的是乳腺部位的外围形状等。

该实施例中，敏感图像区域指的是在乳腺轮廓框架中筛选与乳腺组织直接相关的图像区域。

该实施例中，分别确定敏感图像区域中不同位置处的不同方向下的磁共振信号特征指的是分别对敏感图像区域表征的乳腺组织的正前方位置、正后方位置、侧方位置处的横断面(横向切片)、冠状面(上下切片)或矢状面(前后切片)的磁共振信号特征进行确定，其中，磁共振信号特征是能够表征乳腺部位内部组织结构以及病变情况的磁共振信号，通过对磁共振信号特征可对乳腺部位内部的具体组织情况进行有效了解。

该实施例中，结构形态特征信息指的是乳腺组织结构的形状尺寸以及乳腺部位内腺体的分布情况等。

该实施例中，方向关联关系是提前已知的，用于表征对乳腺部位进行扫描时的扫描角度，从而便于获取乳腺部位各角度下的组织结构特征。

该实施例中，特征关联指的是将不同方向下的乳腺部位的结构形态特征进行特征拼接，从而实现对乳腺部位的全方位特征进行确定。

该实施例中，子腺体结构特征指的是将同一位置处的不同方向下的结构形态特征信息进行特征关联后得到的，表征的是当前位置处乳腺部位的具体结构情况。

该实施例中，分布形态指的是不同位置处的子腺体结构特征在乳腺轮廓框架中的具体分布位置以及不同子腺体结构特征之间的关联关系。

上述技术方案的有益效果是：通过对预处理后的乳腺部位MRI图像进行解析，实现对乳腺轮廓框架进行锁定，其次，通过对乳腺轮廓框架内部的MRI图像进行解析，实现对敏感图像区域进行有效锁定，并对锁定的敏感图像区域进行解析，实现对同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行有效去欸的那个，最后，根据不同方向之间的方向关联关系将同一位置处的结构形态特征信息进行特征关联以及对不同位置处的子腺体结构特征进行关联，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，为构建乳腺部位的三维模型提供了可靠保障，便于根据构建的三维模型对病灶区域进行锁定以及对穿刺引导路径进行准确有效的规划。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，如图3所示，病灶定位模块，包括：

信息调取单元，用于调取得到的组织结构特征，并基于组织结构特征锁定定位组织结构，且对定位组织结构进行定位标记；

模型构建单元，用于基于定位标记结果根据计算机对定位组织结构进行初始建模，同时，分别确定其余组织结构与定位组织结构的空间位置关系，并基于空间位置关系对其余组织结构进行二次建模；

模型处理单元，用于基于组织结构特征提取各组织结构的色彩阈值特征，并基于色彩阈值特征对二次建模后的三维模型进行模型渲染，且基于模型渲染结果得到乳腺部位最终的三维模型。

该实施例中，定位组织结构指的是根据得到的组织结构特征在乳腺组织中选取一个作为三维模型建立时起到定位作用的组织结构，从而便于对其他组织结构的建模位置进行快速有效的确定。

该实施例中，定位标记指的是通过特定符号对定位组织结构进行标记，目的是为了突出定位组织结构的位置，从而便于对其他组织结构的位置进行确定。

该实施例中，初始建模指的是通过计算机先对定位组织结构进行三维模型构建。

该实施例中，二次建模指的是在定位组织结构建立后，对乳腺组织中其他组织结构依次进行三维模型的构建。

该实施例中，色彩阈值特征指的是乳腺部位中各组织结构所呈现的颜色类型以及纹理情况。

上述技术方案的有益效果是：通过对得到的组织结构特征进行解析，实现对定位组织结构进行确定，并对定位组织结构进行定位标记，便于对其他各组织结构的相对位置关系进行确定，其次，根据定位标记结构对乳腺部位的三维模型进行准确有效的构建，保障了构建的三维模型的准确可靠性，最后，对构建的三维模型进行渲染，保障了三维模型的逼真，为定位病灶区域以及穿刺引导提供了可靠保障。

实施例7：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，病灶定位模块，包括：

模型解析单元，用于基于三维模型确定乳腺部位中不同组织结构的生理表征，并基于病变量化指标构建病变评估体系，且基于病变评估体系对不同组织结构的生理表征进行分析，得到病灶区域；

病灶区域解析单元，用于提取病灶区域的边缘特征，并基于边缘特征确定病灶区域与正常组织结构区域的边缘分界线，且基于边缘分界线将病灶区域与正常组织结构区域进行划分；

病灶特征确定单元，用于：

基于划分结果提取病灶区域的像素灰度分布，并基于像素灰度分布确定病灶区域的病灶核心区域以及病灶边缘扩散区域；

分别确定不同方位下的病灶边缘扩散区域边缘至病灶核心区域中心的目标距离，并基于目标距离确定病灶区域的覆盖面特征；

基于三维模型对病灶区域进行全局分析，并基于全局分析结果得到病灶区域在三维模型中的目标位置；

基于病灶区域的覆盖面特征以及目标位置得到病灶区域的病灶特征。

该实施例中，生理表征指的是乳腺部位中不同组织结构的纹理特征，具体可以是组织细胞呈现的形状，例如可以是团状等，组织细胞表面呈现的颜色变化等情况。

该实施例中，病变量化指标是提前已知的，是用于衡量组织结构是否发生病变的参考依据。

该实施例中，病变评估体系指的是根据病变量化指标构建的能够进行病灶区域分析的网络。

该实施例中，边缘特征指的是病灶区域的边缘区域在正常组织结构中的分布情况。

该实施例中，像素灰度分布是用于表征病灶区域中不同位置处的像素灰度值情况，目的是通过像素灰度分布对病灶核心区域进行确定，病灶核心区域的像素灰度值最大。

该实施例中，病灶核心区域指的是最初发生病变的位置，即病变源。

该实施例中，病灶边缘扩散区域指的是乳腺部位中病灶核心区域对正常组织结构产生影响的区域，即当前正常组织结构区域与病灶区域的分界点。

该实施例中，目标距离指的是不同方位下的病灶边缘扩散区域边缘至病灶核心区域中心的距离值。

该实施例中，覆盖面特征指的是病灶区域所呈现的面积情况。

该实施例中，全局分析指的是对乳腺部位以及病灶区域进行整体分析，目的是为了确定病灶区域在乳腺部位中的具体位置，其中，目标位置即表征病灶区域在乳腺部位中的具体位置。

上述技术方案的有益效果是：通过三维模型实现对不同组织结构的生理表征进行准确获取，同时，根据已知的病变量化指标构建病变评估体系，实现通过病变评估体系对不同组织结构的生理表征进行分析，实现对病灶区域进行准确有效的锁定，其次，通过对病灶区域进行解析，实现对病灶区域的覆盖面特征以及病灶区域在乳腺部位中的目标位置进行准确有效的确定，最后，将得到的病灶区域的覆盖面特征以及目标位置进行汇总，实现对病灶区域的病灶特征进行准确确定，为进行穿刺引导路径的规划提供了遍历，保障了穿刺引导路径规划的准确可靠性，提高了穿刺引导的精准性，为医护人员提供了可靠的辅助。

实施例8：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

区域标记单元，用于基于病灶特征在三维模型中对病灶区域进行区域标记，并基于区域标记结果在病灶区域中确定样本采样位置，且对样本采样位置进行点标记；

路径规划单元，用于确定穿刺切入点以及途径组织结构区域，并基于穿刺约束条件、穿刺切入点和点标记结果确定途径组织结构区域的N条穿刺引导路径；

路径确定单元，用于基于乳腺部位的三维模型对N条穿刺引导路径进行迭代模拟穿刺，并基于评估指标对每一次迭代模拟穿刺结果进行置信度评估，且基于置信度评估结果确定最终的穿刺引导路径。

该实施例中，区域标记指的是在三维模型中对确定的病灶区域进行标记，例如可以是将病灶区域进行框选。

该实施例中，样本采样位置指的是根据治疗要求在病灶区域中确定的最终采样的位置。

该实施例中，点标记指的是对样本采样位置进行标记，目的是为了确保对穿刺装置进行准确的穿刺引导。

该实施例中，穿刺切入点指的是穿刺装置的入口位置。

该实施例中，途径组织结构区域指的是穿刺装置从穿刺切入点到达样本采样位置时所需要经过的乳腺组织结构。

该实施例中，穿刺约束条件是提前设定的，例如可以是不能对其他组织结构造成影响以及最短路径等。

该实施例中，迭代模拟穿刺指的是通过构建的三维模型对N条穿刺引导路径进行多次模拟实验，确定每一穿刺引导路径的可行性，其中，置信度评估即为确定每一穿刺引导路径的可行性。

上述技术方案的有益效果是：通过根据构建的三维模型对病灶区域进行区域标记，从而便于根据区域标记结果对病灶区域中的样本采样位置进行锁定，并对样本采样位置进行点标记，为穿刺引导路径规划时提供了可靠的终点位置，其次，通过根据约束条件、穿刺切入点和点标记结果确定途径组织结构区域的N条穿刺引导路径，并对N条穿刺引导路径进行迭代模拟穿刺后进行置信度评估，实现从N条穿刺引导路径中选出最佳穿刺引导路径，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域。

实施例9：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

穿刺追踪单元，用于配置穿刺追踪监控线程，并当穿刺开始时同步触发穿刺追踪监控线程，且基于穿刺追踪监控线程对预设穿刺装置进行实时追踪；

显示单元，用于将预设穿刺装置的实时追踪结果在穿刺引导路径上进行映射显示，并基于映射显示结果构建可视化的引导图像，且基于可视化的引导图像确定预设穿刺装置与穿刺引导路径的相对位置关系；

动态指引单元，用于：

当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径重合时，确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置，并基于当前位置确定预设穿刺装置在下一阶段的穿刺方向以及移动角度；

基于穿刺方向以及移动角度在可视化的引导图像中采用虚拟闪烁引导标记点对下一阶段的穿刺引导路径进行突出显示，完成实时动态指引。

该实施例中，穿刺追踪监控线程是根据监控要求构建的，用于监测穿刺装置与穿刺引导路径之间的实时相对位置关系，从而便于对穿刺进行实时动态指引。

该实施例中，预设穿刺装置即为进行穿刺操作时的执行工具。

该实施例中，映射显示的目的是将预设穿刺装置的实时位置在穿刺引导路径上进行呈现，从而便于确定二者之间的相对位置关系，其中，相对位置关系即表征预设穿刺装置与穿刺引导路径的重合情况。

该实施例中，虚拟闪烁引导标记点是提前设定好的，用于指引预设穿刺装置下一时刻的前进方向和角度。

上述技术方案的有益效果是：通过配置穿刺追踪监控线程，实现对预设穿刺装置在穿刺引导路径上的实时穿刺情况进行准确有效的了解，并通过虚拟闪烁引导标记点对预设穿刺装置的下一时刻的穿刺方向以及移动角度进行实时动态指引，保障了穿刺引导的准确性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高治疗效果。

实施例10：

在实施例9的基础上，本实施例提供了一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，动态指引单元，包括：

动态修正子单元，用于当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径不重合时，向管理终端发送预警通知，并基于预警通知结果确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置相对穿刺引导路径的偏转角度；

修正指引子单元，用于：

基于偏转角度确定对预设穿刺装置的修正路径，并基于差异显示将修正路径在可视化的引导图像进行突出显示；

基于突出显示结果与预设穿刺装置的穿刺方向以及穿刺角度进行修正指引。

该实施例中，偏转角度指的是预设穿刺装置相对穿刺引导路径发生偏离的角度。

该实施例中，修正路径指的是将预设穿刺装置拉回穿刺引导路径所需的纠正路线。

该实施例中，差异显示指的是采用与穿刺引导路径不同的显示图标将修正路径在可视化的引导图像进行显示。

上述技术方案的有益效果是：通过当预设穿刺装置与穿刺引导路径不重合时，向管理终端发送预警通知，同时，根据预设穿刺装置相对穿刺引导路径的偏转角度制定修正路径，并将修正路径采用差异显示在可视化的引导图像进行突出显示，实现对预设穿刺装置进行实时有效的修正指引，保障了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于基于MRI扫描仪获取患者的乳腺部位MRI图像，并对乳腺部位MRI图像进行预处理，确定组织结构特征；

病灶定位模块，用于基于组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，并基于三维模型确定病灶区域，且对病灶区域进行解析，确定病灶区域的病灶特征；

穿刺引导模块，用于基于病灶特征对病灶区域进行标记，并基于标记结果确定穿刺引导路径，且基于可视化的引导图像对穿刺引导路径进行实时动态指引。

2.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，图像获取模块，包括：

异常检测单元，用于基于预设金属探测仪对患者进行扫描，并基于扫描结果确定是否存在金属物品，且当存在金属物品时，对金属物品进行定位的同时向监测终端发送报警通知；

定位单元，用于当不存在金属物品时，基于乳腺部位与MRI扫描仪的标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位进行定位指引，并基于定位指引结果向MRI扫描仪发送触发指令；

扫描单元，用于基于触发指令控制MRI扫描仪对患者的乳腺部位进行动态扫描，并基于扫描结果得到患者的乳腺部位MRI图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，扫描单元，包括：

图像解析子单元，用于对得到的乳腺部位MRI图像进行拆分，得到MRI图像块，并分别提取每一MRI图像块的像素值；

对比度确定子单元，用于将任意MRI图像块的像素值进行差异比较，得到任意两个MRI图像块之间的像素差，并将像素差进行加权求和，得到乳腺部位MRI图像的对比度；

干预子单元，用于将对比度与基准造影对比度进行对比，并当对比度小于基准造影对比度时向监测终端发送注射造影剂通知，且在注射完成后重新获取乳腺部位MRI图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，图像获取模块，包括：

图像调取单元，用于调取得到的乳腺部位MRI图像，并将乳腺部位MRI图像进行等规格区域划分，得到待去噪图像区域块；

图像去噪单元，用于：

基于预设相似度度量指标对每个待去噪图像区域块进行像素遍历，并基于像素遍历结果得到的像素特征确定相似待去噪图像区域块对；

基于相似待去噪图像区域块对分别确定每一待去噪图像区域块对中当前待去噪图像区域块的噪声分布，并基于噪声分布对当前待去噪图像区域块进行图像滤波；

基于原位置信息以及图像滤波结果将去噪处理后得到的每一标准图像区域块进行图像归位，并基于图像归位结果完成对乳腺部位MRI图像的预处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，图像获取模块，包括：

图像分析单元，用于对预处理后的乳腺部位MRI图像进行解析，确定乳腺部位MRI图像中的乳腺外轮廓信息点，并基于乳腺外轮廓信息点确定乳腺轮廓框架；

信息解析单元，用于：

基于乳腺轮廓框架筛选敏感图像区域，并分别确定敏感图像区域中不同位置处的不同方向下的磁共振信号特征；

基于不同方向下的磁共振信号特征确定同一位置处不同方向下的结构形态特征信息，并基于不同方向之间的方向关联关系将同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行特征关联，得到子腺体结构特征；

组织结构特征确定单元，用于：

基于特征关联结果确定不同子腺体结构特征在乳腺轮廓框架中的分布形态，并基于分布形态将不同子腺体结构特征进行关联封装；

基于关联封装结果得到乳腺部位的组织结构特征。

6.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，病灶定位模块，包括：

信息调取单元，用于调取得到的组织结构特征，并基于组织结构特征锁定定位组织结构，且对定位组织结构进行定位标记；

模型构建单元，用于基于定位标记结果根据计算机对定位组织结构进行初始建模，同时，分别确定其余组织结构与定位组织结构的空间位置关系，并基于空间位置关系对其余组织结构进行二次建模；

模型处理单元，用于基于组织结构特征提取各组织结构的色彩阈值特征，并基于色彩阈值特征对二次建模后的三维模型进行模型渲染，且基于模型渲染结果得到乳腺部位最终的三维模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，病灶定位模块，包括：

模型解析单元，用于基于三维模型确定乳腺部位中不同组织结构的生理表征，并基于病变量化指标构建病变评估体系，且基于病变评估体系对不同组织结构的生理表征进行分析，得到病灶区域；

病灶区域解析单元，用于提取病灶区域的边缘特征，并基于边缘特征确定病灶区域与正常组织结构区域的边缘分界线，且基于边缘分界线将病灶区域与正常组织结构区域进行划分；

病灶特征确定单元，用于：

基于划分结果提取病灶区域的像素灰度分布，并基于像素灰度分布确定病灶区域的病灶核心区域以及病灶边缘扩散区域；

分别确定不同方位下的病灶边缘扩散区域边缘至病灶核心区域中心的目标距离，并基于目标距离确定病灶区域的覆盖面特征；

基于三维模型对病灶区域进行全局分析，并基于全局分析结果得到病灶区域在三维模型中的目标位置；

基于病灶区域的覆盖面特征以及目标位置得到病灶区域的病灶特征。

8.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，穿刺引导模块，包括：

区域标记单元，用于基于病灶特征在三维模型中对病灶区域进行区域标记，并基于区域标记结果在病灶区域中确定样本采样位置，且对样本采样位置进行点标记；

路径规划单元，用于确定穿刺切入点以及途径组织结构区域，并基于穿刺约束条件、穿刺切入点和点标记结果确定途径组织结构区域的N条穿刺引导路径；

路径确定单元，用于基于乳腺部位的三维模型对N条穿刺引导路径进行迭代模拟穿刺，并基于评估指标对每一次迭代模拟穿刺结果进行置信度评估，且基于置信度评估结果确定最终的穿刺引导路径。

9.根据权利要求1所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，穿刺引导模块，包括：

穿刺追踪单元，用于配置穿刺追踪监控线程，并当穿刺开始时同步触发穿刺追踪监控线程，且基于穿刺追踪监控线程对预设穿刺装置进行实时追踪；

显示单元，用于将预设穿刺装置的实时追踪结果在穿刺引导路径上进行映射显示，并基于映射显示结果构建可视化的引导图像，且基于可视化的引导图像确定预设穿刺装置与穿刺引导路径的相对位置关系；

动态指引单元，用于：

当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径重合时，确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置，并基于当前位置确定预设穿刺装置在下一阶段的穿刺方向以及移动角度；

基于穿刺方向以及移动角度在可视化的引导图像中采用虚拟闪烁引导标记点对下一阶段的穿刺引导路径进行突出显示，完成实时动态指引。

10.根据权利要求9所述的一种基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，其特征在于，动态指引单元，包括：

动态修正子单元，用于当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径不重合时，向管理终端发送预警通知，并基于预警通知结果确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置相对穿刺引导路径的偏转角度；

修正指引子单元，用于：

基于偏转角度确定对预设穿刺装置的修正路径，并基于差异显示将修正路径在可视化的引导图像进行突出显示；

基于突出显示结果与预设穿刺装置的穿刺方向以及穿刺角度进行修正指引。