CN117898694A - 基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医学定位技术领域，具体涉及基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法及系统，包括以下步骤：基于肿瘤模型的两侧切缘的空间位置信息构建出用于计算肠管游离位置的第一条件阈值；基于辅助切口的位置信息构建出用于计算肠管游离位置的第二条件阈值；利用磁目标跟踪技术得到用于计算肠管游离位置的空间位点集；将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型，并以空间位点集为求解空间对所述条件化阈值处理模型进行搜索求解得到最优的肠管游离位置。本发明基于多重磁目标定位原理，建立几何测量‑电磁定位模型转换方案，结合条件化阈值处理模型获得了精准的优选肠管游离空间位置。
Description
技术领域
本发明涉及医学定位技术领域，具体涉及基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法及系统。
背景技术
结直肠癌手术中，进行肠管游离后方能实现有效的肿瘤切除和重建肠管连续性的操作。肠管游离是指需要清除包绕肠管的血管网和系膜，以松解肠管，从而拖动肠管。
游离过多时，清除的血管和系膜过多，肠管松解过多导致肠管重建后，容易产生肠管堆叠，同时导致不必要的血管结扎离断（如左结肠动脉等）；引起患者术后排便困难可能性，吻合口恢复缓慢以及肠管活动度过大引起的潜在肠扭转风险。
游离过多时，肠管吻合时张力可能偏大，存在还需要再次往肠管近端游离的可能；重建肠管过直存在术后排便紊乱的风险，患者术后出现排便次数增多、急迫排便等。
目前没有相关可用于计算或定位最优的肠管潜在游离位置的技术，临床中采用手术者的经验性游离来判断。
肠管游离时操作者根据主观经验综合考虑肿瘤切除范围，潜在的肠管吻合张力、吻合口血供情况等来判断将肠管游离到何处，但大多数情况下并未考虑出现术后肠管堆叠的问题；每一次进行肠管游离时由于操作人员之间操作存在差异，缺乏统一标准，主观性强，不利于改善后续患者功能恢复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法及系统，以解决现有技术中经验性游离，缺乏统一标准，存在主观性强的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，包括以下步骤：
构建盆腔模型，所述盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
对所述肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于所述第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与所述第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于所述第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；
将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型，并以所述空间位点集为求解空间，对所述条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
作为本发明的一种优选方案，所述第一条件阈值的构建方法包括：
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，所述第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
所述肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点。
作为本发明的一种优选方案，所述肠管潜在游离位置与近端切缘之间肠管的实际长度的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术对肠管潜在游离位置M到近端切缘位置Pm之 间的实际肠管进行磁源目标的连续性标记，得到多个磁标记点位；
将多个磁标记点位为拟合成曲线，并测量出曲线长度作为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度。
作为本发明的一种优选方案，所述肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm 进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息间的空间距离，作为肠管游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离。
作为本发明的一种优选方案，所述第二条件阈值的构建方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，所述第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
作为本发明的一种优选方案，所述肠管游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai之间的空间位置信息间的空间距离，作为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
作为本发明的一种优选方案，所述空间位点集的确定方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术将肠管潜在游离位置进行磁源目标的连续性标记，得到肠管潜在游离位置的多个磁标记点位作为用于求解所述肠管游离位置的空间位点；
获取肠管潜在游离位置上的各个空间位点的位置信息，并组合形成了空间位点集。
作为本发明的一种优选方案，所述最优的肠管游离位置的求解方法包括：
依次空间位点集中的各个空间位点，带入至条件化阈值处理模型中验证第一条件阈值和第二条件阈值；
将共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为最优的肠管游离位置；
将未共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为非最优的肠管游离位置。
作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位系统，应用于所述的一种基于多重磁标记定位的肠管游离位置计算方法，所述肠管游离位置定位系统包括：
模型构建单元，用于构建盆腔模型，所述盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
数据处理单元，用于对所述肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于所述第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
用于利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与所述第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于所述第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
用于利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；以及
用于将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型；
结果输出单元，用于以所述空间位点集为求解空间，对所述条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
作为本发明的一种优选方案，数据处理单元构建第一条件阈值的方法包括：
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，所述第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
所述肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点；
数据处理单元构建第二条件阈值的方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，所述第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明基于多重磁目标定位原理，建立几何测量-电磁定位模型转换方案，结合条件化阈值处理模型获得了精准的优选肠管游离空间位置，为精准肠管游离和连续性重建提供关键性技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法流程图；
图2为本发明实施例提供的基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位系统框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图1，本发明提供了一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，包括以下步骤：
构建盆腔模型，盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
对肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；
将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型，并以空间位点集为求解空间，对条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
本发明为了精准定位到最合适或称之为最优化的肠管游离位置，利用基于多重磁目标定位原理，建立几何测量-电磁定位模型转换方案，结合条件化阈值处理模型获得了精准的优选肠管游离位置。
具体的，本发明首先根据利用肿瘤近端切缘和肿瘤远端切缘之间肠管位置吻合的适度性原则，和肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出精准定位肠管游离位置的条件阈值，从实际应用出发将肠管游离位置的定位抽象为数学几何测算，实现了客观化标准化的肠管游离计算，保证了肠管游离定位的准确性以及客观合理性。
其中，肿瘤模型的近端切缘和肿瘤远端切缘之间肠管吻合的适度性原则指的是，肠管经过系膜游离和肿瘤模型切除后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合即实现肠管的连续性重建要适度，不会出现游离过多导致的肠管重建后的堆叠、弯曲，或者游离过少导致的肠管重建后的吻合口张力大以及出现需要进行再次游离，也为首要必要性条件。
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则指的是，肠管经游离，并完成肿瘤远端切缘的离断后，可以经由辅助切口拖出盆腔外进行肿瘤近端切缘的离断和肿瘤肠管的分离，此为常规性操作。因此肠管游离后需有足够的游离长度来实现经由辅助切口拖出进行操作。
上述两种原则的结合，可以保证肠管游离的最优化，以实际应用为优化目标，使得肠管游离定位建立在应用的基础上，实用性更强，具有更高的实际意义。
进一步的，本发明的计算肠管游离位置的数学几何条件中，包含了大量的几何数据需要进行测量，但是由于盆腔镜下视野和操作空间相对较小，同时部分解剖结构位置复杂或空间狭窄，本发明利用磁定位方式进行测量，将几何测量转化为电磁定位测量，为计算肠管游离位置的数学几何条件提供可行性支撑，能够准确的对肠管游离位置的数学几何条件进行求解，从而最终实现肠管游离位置的最优化定位。
磁目标跟踪技术中磁探测杆的连续性标记功能和定位阵列的持续实时磁目标跟踪，具体的，磁探测杆在肠管模型上行进，并在行进过程中逐一标记行进点，并由定位阵列采集到磁探测杆的每个行进点（标记点）的磁信号，通过对磁信号解析得到每个行进点（标记点）的位置信息，即磁探测杆在肠管模型上行进，分别行进在肠管模型的近端切缘和远端切缘上，在行进过程中对近端切缘或远端切缘逐一标记行进点，并由定位阵列采集到磁探测杆在近端切缘或远端切缘上每个行进点（标记点）的磁信号，通过对磁信号解析得到近端切缘或远端切缘上各个行进点（标记点）的位置信息，组合构成近端切缘和远端切缘的第一空间位置。
磁标记定位技术指的是在辅助切口处放置生物磁标记物（如生物磁贴），利用磁定位方式采集生物磁标记物产生的磁信号，通过对磁信号解析确定辅助切口的位置位置信息。
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点。
肠管潜在游离位置与近端切缘之间肠管的实际长度的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术对肠管潜在游离位置M到近端切缘位置Pm之 间的实际肠管进行磁源目标的连续性标记，得到多个磁标记点位；
将多个磁标记点位为拟合成曲线，并测量出曲线长度作为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度。
肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm 进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息间的空间距离，作为肠管游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离。
第二条件阈值的构建方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
肠管游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai之间的空间位置信息间的空间距离，作为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
第一条件阈值中肠管经过游离后肿瘤的近端切缘和远端切缘的吻合（即重建肠管连续性）要适度，不要出现游离过多导致的肠管重建后的松弛状态，比如堆叠、弯曲，或者游离过少导致的肠管重建后的紧张状态，比如紧绷、吻合口张力大以及需要进行再次游离，也为首要必要性条件。
第一条件阈值具体可以转换为数学/几何模型，再转换为电磁定位模型：数学模型即肠管潜在游离位置到肿瘤近端切缘的实际肠管长度应当要＞肠管潜在游离位点到远切缘位点的直接距离，这样肠管才可以实现近端切缘和远端切缘的适合吻合。即M-Pm实际长度 ＞ M-Dm直线距离；
具体可以通过电磁定位模型获取以上几何数据：利用磁目标跟踪定位技术对M到Pm 的弯曲肠管进行磁源目标（如磁探测杆）的连续性标记定位，获取多个标记点后拟合成曲线测量其长度；
利用磁目标跟踪定位技术分别定位M和Dm 的空间位置信息，并计算和获取其直线距离。
第二条件阈值中肠管经游离，并完成肿瘤模型的远端切缘的离断后，可以经由辅助切口拖出盆腔模型外进行肿瘤模型的近端切缘的离断和肿瘤模型和肠管模型上的肠管的分离，此为常规性操作。因此肠管游离后需有足够的游离长度来实现经由辅助切口拖出进行操作。
第二条件阈值具体可以转换为数学/几何模型，再转换为电磁定位模型：数据模型即肠管潜在游离位点到肿瘤近端切缘的肠管实际长度应当要＞肠管潜在游离位点到辅助切口的空间位置的直线距离，这样才可保证肠管游离松解后有足够的裕度实现经辅助切口拖出盆腔外进行操作。即M-Pm 实际长度＞M-Ai 直线距离。
具体可以通过电磁定位模型获取以上几何数据：利用磁目标跟踪定位技术对M到Pm 的弯曲肠管进行磁源目标（如磁探测杆）的连续性标记定位，获取多个标记点后拟合成曲线测量其长度；
利用磁目标跟踪定位技术分别定位M和Ai 的空间位置信息，并计算和获取其直线距离。
空间位点集的确定方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术将肠管潜在游离位置进行磁源目标的连续性标记，得到肠管潜在游离位置的多个磁标记点位作为用于求解肠管游离位置的空间位点；
获取肠管潜在游离位置上的各个空间位点的位置信息，并组合形成了空间位点集。
最优的肠管游离位置的求解方法包括：
依次空间位点集中的各个空间位点，带入至条件化阈值处理模型中验证第一条件阈值和第二条件阈值；
将共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为最优的肠管游离位置；
将未共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为非最优的肠管游离位置。
如图2所示，本发明提供了一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位系统，应用于的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，肠管游离位置定位系统包括：
模型构建单元，用于构建盆腔模型，盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
数据处理单元，用于对肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
用于利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
用于利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；以及
用于将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型；
结果输出单元，用于以空间位点集为求解空间，对条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
数据处理单元构建第一条件阈值的方法包括：
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点；
数据处理单元构建第二条件阈值的方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
由于肠管游离的空间位点具有未知性，因为需提供位点集来给条件化阈值模型计算，对比我们利用磁目标跟踪定位技术将肠管潜在游离区域进行连续性标记获取它们的空间位点的位置信息，形成了空间位点集供给条件化阈值模型的运算。程序根据条件化阈值模型从空间位点集内可迅速验证完所有位点并计算出优选位点。
本发明提供一种磁目标跟踪技术的系统组成，包含：
生物磁标记物，产生静磁场信号，用于标记视觉空间位置未知的目标以标定生物磁标记物在定位阵列坐标系下的位置信息；
磁探测杆，内置有线圈结构，用于产生交流磁信号，以提供磁探测杆在定位阵列坐标系下的位置信息，实现将生物磁标记物标记下的目标探测从真实视觉空间转换至定位阵列中进行可视化引导；
定位阵列，由多个磁传感器构建而成，并建立定位阵列坐标系，用于识别及采集生物磁标记物发出的静磁场信号和磁探测杆产生的交流磁信号，并可实时跟踪生物磁标记物和磁探测杆在定位阵列坐标系下的位置信息；
PC终端，用于对接收到的静磁场信号和交流磁信号进行信号频谱分析与磁偶极子姿态反演，获得定位阵列坐标系下的生物磁标记物与磁探测杆的实时位置信息，并将实时位置信息在定位阵列坐标系中进行实时显示，以为判断生物磁标记物与磁探测杆在真实视觉空间中位置接近与重合情况提供关键性可视化信息。
磁目标跟踪定位技术对磁源目标进行定位获取位置信息并实时跟踪，但不完全限定于上述所说的磁定位技术，相关的电磁定位技术并可实现这一方案。如可都用产生静磁场的磁源，也可都用产生交流信号的磁源，本发明中电磁定位技术具有通用性，不受限定。
本发明基于多重磁目标定位原理，建立几何测量-电磁定位模型转换方案，结合条件化阈值处理模型获得了精准的优选肠管游离空间位置，为精准肠管游离和连续性重建提供关键性技术支持。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建盆腔模型，所述盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
对所述肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于所述第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与所述第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于所述第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；
将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型，并以所述空间位点集为求解空间，对所述条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述第一条件阈值的构建方法包括：
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，所述第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
所述肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点。
3.根据权利要求2所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述肠管潜在游离位置与近端切缘之间肠管的实际长度的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术对肠管潜在游离位置M到近端切缘位置Pm之 间的实际肠管进行磁源目标的连续性标记，得到多个磁标记点位；
将多个磁标记点位为拟合成曲线，并测量出曲线长度作为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度。
4.根据权利要求2所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm 进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和远端切缘位置Dm的空间位置信息间的空间距离，作为肠管游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离。
5.根据权利要求1所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述第二条件阈值的构建方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，所述第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
6.根据权利要求5所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述肠管游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离的测量方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术分别对肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai进行磁源目标的标记，并获得肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai的空间位置信息；
计算出肠管潜在游离位置M和辅助切口位置Ai之间的空间位置信息间的空间距离，作为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
7.根据权利要求1所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述空间位点集的确定方法包括：
利用磁目标跟踪定位技术将肠管潜在游离位置进行磁源目标的连续性标记，得到肠管潜在游离位置的多个磁标记点位作为用于求解所述肠管游离位置的空间位点；
获取肠管潜在游离位置上的各个空间位点的位置信息，并组合形成了空间位点集。
8.根据权利要求1所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，其特征在于：所述最优的肠管游离位置的求解方法包括：
依次空间位点集中的各个空间位点，带入至条件化阈值处理模型中验证第一条件阈值和第二条件阈值；
将共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为最优的肠管游离位置；
将未共同符合第一条件阈值和第二条件阈值的空间位点标定为非最优的肠管游离位置。
9.一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位系统，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位方法，所述肠管游离位置定位系统包括：
模型构建单元，用于构建盆腔模型，所述盆腔模型包括具有肿瘤模型的肠管模型；
数据处理单元，用于对所述肿瘤模型的近端切缘和远端切缘进行磁标记，并利用磁目标跟踪技术获取近端切缘和远端切缘的第一空间位置，并基于所述第一空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第一条件阈值；
用于利用磁标记定位技术获取盆腔模型上手术辅助切口在与所述第一空间位置同一坐标系下的第二空间位置，并基于所述第二空间位置构建出用于计算最优的肠管游离位置的第二条件阈值；
用于利用磁目标跟踪技术在肠管模型中对肠管潜在游离位置的位置信息进行连续性标记获取，得到用于计算最优的肠管游离位置的空间位点集；以及
用于将第一条件阈值和第二条件阈值组合为条件化阈值处理模型；
结果输出单元，用于以所述空间位点集为求解空间，对所述条件化阈值处理模型进行搜索验证得到最优的肠管游离位置。
10.根据权利要求9所述的一种基于多重磁标记定位的精准肠管游离位置定位系统，其特征在于：
数据处理单元构建第一条件阈值的方法包括：
利用磁目标跟踪技术对肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息进行分别测量，对应得到肿瘤模型的近端切缘的空间位置信息和肿瘤模型的远端切缘的空间位置信息；
将肠管模型中肠管经游离后肿瘤模型的近端切缘和远端切缘的吻合不会出现肠管游离过多导致的肠管重建后处于松弛状态，或者出现肠管游离过少导致的肠管重建后的处于紧张状态的肠管游离要求，作为肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则；
利用肠管游离后肿瘤模型的近端切缘和肿瘤模型的远端切缘之间肠管吻合的适度性原则，确定出第一条件阈值，所述第一条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)>d(M-Dm)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Dm为远端切缘位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Dm)为肠管潜在游离位置与远端切缘位置之间空间位置的直线距离；
所述肠管潜在游离位置是肠管模型中肠管走形上的任意位点；
数据处理单元构建第二条件阈值的方法包括：
利用磁标记定位技术对辅助切口的空间位置信息进行标记获取，得到辅助切口的空间位置信息；
将肠管模型中肠管游离后需有足够的游离长度来实现经辅助切口进行操作的肠管游离要求，作为肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则；
基于肠管游离松解后经辅助切口操作的裕度性原则，确定出第二条件阈值，所述第二条件阈值的表达式为：
L(M-Pm)＞d(M-Ai)；
式中，L为实际长度的标识符，d为直线距离的标识符，M为肠管潜在游离位置的标识符，Pm为近端切缘位置的标识符，Ai为辅助切口位置的标识符，L(M-Pm)为肠管潜在游离位置与近端切缘位置之间肠管的实际长度，d(M-Ai)为肠管潜在游离位置与辅助切口位置之间空间位置的直线距离。
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