導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法，適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航。導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置包括影像導(dǎo)入模塊、三維影像重建模塊以及路徑規(guī)劃模塊。通過影像導(dǎo)入模塊接收CT圖像的原始圖像數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生相應(yīng)的三維CT圖像信息。三維影像重建模塊接收三維CT圖像信息，然后根據(jù)三維CT圖像信息重建出肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。路徑規(guī)劃模塊即根據(jù)三維CT圖像信息和支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)繪制出從病變位置朝向主氣管方向的導(dǎo)航路徑，從而保證了導(dǎo)航路徑的唯一性，并且提高導(dǎo)航路徑的識(shí)別性。
【專利說明】導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前基于電磁導(dǎo)航技術(shù)的經(jīng)肺部自然氣道的介入式醫(yī)療技術(shù)，首先導(dǎo)入病人的肺部計(jì)算機(jī)斷層攝影(computed tomography, CT)影像數(shù)據(jù)，接著劃定病變區(qū)域，并重建出主氣管和支氣管的三維模型。之后，根據(jù)主氣管和支氣管的三維模型，從主氣管朝向支氣管的方向計(jì)算經(jīng)各級(jí)支氣管到達(dá)病變位置的路徑。在術(shù)中階段，首先將帶有電磁傳感器的指引導(dǎo)管插入支氣管鏡中，使用支氣管鏡到達(dá)導(dǎo)航軟件要求的幾個(gè)關(guān)鍵部位并標(biāo)記；根據(jù)這些標(biāo)記位置計(jì)算出重建的主氣管和支氣管樹三維模型與肺部在實(shí)際電磁導(dǎo)航空間中的位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即規(guī)劃路徑與實(shí)際位置的配準(zhǔn)；最后，再根據(jù)之前從主氣管朝支氣管方向建立的導(dǎo)航路徑引導(dǎo)電磁傳感器經(jīng)各級(jí)支氣管接近和到達(dá)病變位置。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下缺陷:首先，由CT影像數(shù)據(jù)重建的主氣管和支氣管的三維模型不夠精確，其中若為了保證準(zhǔn)確，則無法重建出下級(jí)支氣管樹結(jié)構(gòu)，反之，若提高下級(jí)支氣管樹結(jié)構(gòu)的級(jí)數(shù)，則無法保證重建出的三維模型的準(zhǔn)確性。其次，通過上述從主氣管朝向支氣管方式所獲得的路徑規(guī)劃結(jié)果，如果病變位置在較深位置，則缺乏下級(jí)支氣管信息，無法準(zhǔn)確建立經(jīng)自然氣道的導(dǎo)航路徑，只能通過定位信息不斷嘗試接近病變位置。再者，配準(zhǔn)算法可能有誤差，越進(jìn)入肺部深處誤差越明顯，可能導(dǎo)致導(dǎo)航路徑偏移至自然氣道外的肺部組織里，并且在導(dǎo)航軟件中顯示到達(dá)病變位置后仍無法保證電磁傳感器在肺部內(nèi)確實(shí)到達(dá)病變位置，必需藉助其他手段來進(jìn)行確認(rèn)，例如通過X光影像或CT等顯像技術(shù)來達(dá)成，徒增操作上的不便和增加X射線對(duì)醫(yī)生和患者身體的輻射損害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題在于提供一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法，從而解決了術(shù)前導(dǎo)航路徑規(guī)劃時(shí)無法識(shí)別下級(jí)支氣管并建立導(dǎo)航路徑的問題等。
[0005]為了解決上述問題，本申請(qǐng)揭示了一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置，適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航路徑的規(guī)劃。導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置包括影像導(dǎo)入模塊、三維影像重建模塊以及路徑規(guī)劃模塊。影像導(dǎo)入模塊用以接收CT圖像的原始圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)原始圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維CT圖像信息。三維影像重建模塊耦接于影像導(dǎo)入模塊。三維影像重建模塊包括三維重建單元以及支氣管識(shí)別分割單元，其中三維重建單元用以接收三維CT圖像信息，并且根據(jù)三維CT圖像信息重建出肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；支氣管識(shí)別分割單元用以接收肺部區(qū)域的三維CT圖像信息和所述肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述肺部區(qū)域的三維CT圖像信息識(shí)別肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中的支氣管樹結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行分割處理，而獲得支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，且支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括圖像坐標(biāo)信息。路徑規(guī)劃模塊分別耦接于影像導(dǎo)入模塊和三維影像重建模塊。路徑規(guī)劃模塊用以接收三維CT圖像信息以及支氣管樹三維影像，并且根據(jù)三維CT圖像信息和支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分別在CT圖像和/或支氣管樹三維影像上繪制導(dǎo)航路徑。
[0006]進(jìn)一步地，在上述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置中，支氣管樹結(jié)構(gòu)包括主氣管和多級(jí)支氣管，導(dǎo)航路徑沿著主氣管和多級(jí)支氣管繪制，并且在CT圖像上標(biāo)記有標(biāo)定位置、目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記，其中標(biāo)定位置位于多級(jí)支氣管中的其中一個(gè)支氣管上；目標(biāo)位置與標(biāo)定位置相互重疊；第一上級(jí)隆突標(biāo)記位于此支氣管的上級(jí)分叉處；第一下級(jí)隆突標(biāo)記位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；第二上級(jí)隆突標(biāo)記位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管的上級(jí)分叉處；第二下級(jí)隆突標(biāo)記位于以第二上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；主隆突標(biāo)記位于主氣管和多級(jí)支氣管的分叉處。并且，目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記相互連接，而構(gòu)成導(dǎo)航路徑。
[0007]進(jìn)一步地，在上述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置中，支氣管樹結(jié)構(gòu)包括主氣管和多級(jí)支氣管，導(dǎo)航路徑沿著主氣管和多級(jí)支氣管繪制，并且在CT圖像上標(biāo)記有標(biāo)定位置、目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記，其中標(biāo)定位置位于多級(jí)支氣管中相鄰的兩個(gè)支氣管之間；目標(biāo)位置位于相鄰的兩個(gè)支氣管中距離標(biāo)定位置最近的支氣管的下級(jí)分叉處；第一上級(jí)隆突標(biāo)記位于以目標(biāo)位置為下級(jí)分叉點(diǎn)的支氣管的上級(jí)分叉處；第一下級(jí)隆突標(biāo)記位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；第二上級(jí)隆突標(biāo)記位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管的上級(jí)分叉處；第二下級(jí)隆突標(biāo)記位于以第二上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；主隆突標(biāo)記位于主氣管和多級(jí)支氣管的分叉處。并且，目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記相互連接，而構(gòu)成導(dǎo)航路徑。
[0008]本申請(qǐng)并揭示了一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法，適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療器械導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置。導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法包括:獲得CT圖像；在CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置；在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中最靠近標(biāo)定位置的支氣管，并且將支氣管上對(duì)應(yīng)標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置；將支氣管位于目標(biāo)位置的上級(jí)分叉處標(biāo)記為第一上級(jí)隆突標(biāo)記；在以第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第一下級(jí)隆突標(biāo)記；在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中以第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管，將其上級(jí)分叉處標(biāo)記為第二上級(jí)隆突標(biāo)記；在以第二上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第二下級(jí)隆突標(biāo)記；重復(fù)標(biāo)記上級(jí)隆突標(biāo)記與下級(jí)隆突標(biāo)記的步驟，直至上級(jí)隆突標(biāo)記位于主氣管與多級(jí)支氣管分叉處的隆突位置，并且以位于此隆突位置的上級(jí)隆突標(biāo)記作為主隆突標(biāo)記；以及在目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記之間依相對(duì)位置繪制連接線，而構(gòu)成導(dǎo)航路徑。
[0009]進(jìn)一步地，在上述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法中，在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中最靠近標(biāo)定位置的支氣管，并且將支氣管上對(duì)應(yīng)標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置的操作中:若標(biāo)定位置位于支氣管上，目標(biāo)位置與標(biāo)定位置相互重疊；以及若標(biāo)定位置位于多級(jí)支氣管中相鄰的兩個(gè)支氣管之間，目標(biāo)位置位于相鄰的兩個(gè)支氣管中距離目標(biāo)位置最近的支氣管的下級(jí)分叉處。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)可以獲得包括以下技術(shù)效果:
[0011]本申請(qǐng)的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法，通過導(dǎo)航路徑從病變位置開始，朝向主氣管的方向依序進(jìn)行標(biāo)記的方式，保證了導(dǎo)航路徑的唯一性，并且提高導(dǎo)航路徑的識(shí)別性，從而解決了術(shù)前導(dǎo)航路徑規(guī)劃時(shí)無法識(shí)別下級(jí)支氣管并建立導(dǎo)航路徑的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置的方塊示意圖；
[0014]圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法流程圖；
[0015]圖3和圖4分別是對(duì)應(yīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法中的支氣管樹三維影像示意圖；
[0016]圖5和圖6分別是對(duì)應(yīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法中的CT圖像示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將配合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)的實(shí)施方式，藉此對(duì)本申請(qǐng)如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0018]如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。此外，“耦接”或“電性連接” 一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其它裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本申請(qǐng)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明本申請(qǐng)的一般原則為目的，并非用以限定本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0019]還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其它變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。
[0020]實(shí)施例描沭
[0021]本申請(qǐng)的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置和方法適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上，對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航路徑的規(guī)劃。
[0022]如圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例所揭露的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置10包括影像導(dǎo)入模塊110、三維影像重建模塊120以及路徑規(guī)劃模塊130。影像導(dǎo)入模塊110耦接于三維影像重建模塊120，用以接收多個(gè)CT圖像，并且根據(jù)多個(gè)CT圖像產(chǎn)生多個(gè)CT圖像信息。三維影像重建模塊120包括三維重建單元121以及支氣管識(shí)別分割單元122，其中三維重建單元121用以從影像導(dǎo)入模塊110接收多個(gè)CT圖像信息，并且根據(jù)多個(gè)CT圖像信息重建出支氣管樹三維影像。支氣管識(shí)別分割單元122用以從影像導(dǎo)入模塊110接收多個(gè)CT圖像信息以及識(shí)別多個(gè)CT圖像信息中的支氣管樹結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行分割處理，從而獲得支氣管樹結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，且三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括支氣管樹三維影像的圖像坐標(biāo)信息。
[0023]路徑規(guī)劃模塊130分別耦接于影像導(dǎo)入模塊110和三維影像重建模塊120。路徑規(guī)劃模塊130用以接收CT圖像信息以及支氣管樹三維影像，并且根據(jù)CT圖像信息以及支氣管樹三維影像在CT圖像上繪制導(dǎo)航路徑，其中導(dǎo)航路徑沿著支氣管樹結(jié)構(gòu)的主氣管和多個(gè)支氣管繪制，并且在導(dǎo)航路徑上標(biāo)示有目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記，導(dǎo)航路徑就是由這些位置和標(biāo)記連接而成。
[0024]以下通過一些方法實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例所揭露的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置10對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航路徑規(guī)劃的方式做進(jìn)一步說明。
[0025]如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例所揭露的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法包括:
[0026]步驟S101，獲得CT圖像；
[0027]步驟S102,在CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置；
[0028]步驟S103，在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中最靠近標(biāo)定位置的支氣管，并且將支氣管上對(duì)應(yīng)標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置；
[0029]步驟S104，將支氣管位于目標(biāo)位置的上級(jí)分叉處標(biāo)記為第一上級(jí)隆突標(biāo)記；
[0030]步驟S105，在以第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第一下級(jí)隆突標(biāo)記；
[0031]步驟S106，在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中以第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管，將其上級(jí)分叉處標(biāo)記為第二上級(jí)隆突標(biāo)記；
[0032]步驟S107，在以第二上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第二下級(jí)隆突標(biāo)記；
[0033]步驟S108，重復(fù)標(biāo)記上級(jí)隆突標(biāo)記與下級(jí)隆突標(biāo)記的步驟，直至上級(jí)隆突標(biāo)記位于主氣管與多級(jí)支氣管分叉處的隆突位置，并且以位于此隆突位置的上級(jí)隆突標(biāo)記作為主隆突標(biāo)記；以及
[0034]步驟S109，在目標(biāo)位置、第一上級(jí)隆突標(biāo)記、第一下級(jí)隆突標(biāo)記、第二上級(jí)隆突標(biāo)記、第二下級(jí)隆突標(biāo)記和主隆突標(biāo)記之間依相對(duì)位置繪制連接線，而構(gòu)成導(dǎo)航路徑。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖6，在本申請(qǐng)所揭露的第二方法實(shí)施例中，首先，通過影像導(dǎo)入模塊110接收CT圖像(S101)，并且從CT圖像中獲得CT圖像的原始圖像數(shù)據(jù)，然后根據(jù)CT圖像的原始圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的三維CT圖像信息。在此步驟中，還可以通過三維影像重建模塊120的三維重建單元121接收影像導(dǎo)入模塊110傳入的三維CT圖像信息，并且根據(jù)三維CT圖像信息重建出肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。同時(shí)，在此步驟中，支氣管識(shí)別分割單元122接收三維CT圖像信息和肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述肺部區(qū)域的三維CT圖像信息識(shí)別肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中的支氣管樹結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行分割處理，從而得到支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，例如支氣管樹三維影像的圖像坐標(biāo)信息。
[0036]接著，在CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置在CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置T0(S102)。然后，在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中最靠近標(biāo)定位置的支氣管，并且將此支氣管上對(duì)應(yīng)標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置B0(S103)。其中，若標(biāo)定位置T0位于此支氣管上，目標(biāo)位置B0與標(biāo)定位置T0相互重疊(如圖3和圖5所示)；以及若標(biāo)定位置T0位于多級(jí)支氣管中相鄰的兩個(gè)支氣管之間，則目標(biāo)位置B0被標(biāo)示在位于相鄰的兩個(gè)支氣管中最靠近標(biāo)定位置的支氣管的下級(jí)分叉處(如圖4和圖6所示)。
[0037]之后，將支氣管位于目標(biāo)位置B0的上級(jí)分叉處標(biāo)記為第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1(S104)。接著，在以第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第一下級(jí)隆突標(biāo)記B1 (S105)。之后，在CT圖像上尋找多級(jí)支氣管中以第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1作為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管，將其上級(jí)分叉處標(biāo)記為第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2(S106);以及在以第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第二下級(jí)隆突標(biāo)記B2 (S107)。
[0038]然后，以此類推，重復(fù)在CT圖像上的主氣管和多級(jí)支氣管上對(duì)應(yīng)標(biāo)記上級(jí)隆突標(biāo)記與下級(jí)隆突標(biāo)記的步驟，直至上級(jí)隆突標(biāo)記位于主氣管與多級(jí)支氣管分叉處的隆突位置，并且以位于此隆突位置的上級(jí)隆突標(biāo)記作為主隆突標(biāo)記Cn(S108)。最后，在目標(biāo)位置B0、第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1、第一下級(jí)隆突標(biāo)記B1、第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2、第二下級(jí)隆突標(biāo)記B2和主隆突標(biāo)Cn記之間依相對(duì)位置繪制連接線，而構(gòu)成導(dǎo)航路徑(S109)。
[0039]因此，當(dāng)導(dǎo)航路徑繪制完成后，在CT圖像上標(biāo)記有目標(biāo)位置B0、第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1、第一下級(jí)隆突標(biāo)記B1、第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2、第二下級(jí)隆突標(biāo)記B2、…、和主隆突標(biāo)記Cn。
[0040]其中，標(biāo)定位置T0位于多個(gè)支氣管中的其中一個(gè)支氣管上；目標(biāo)位置B0依據(jù)標(biāo)定位置T0的不同，而與標(biāo)定位置T0相互重疊或者是位于相鄰的兩個(gè)支氣管中最靠近標(biāo)定位置T0的支氣管的下級(jí)分叉處；第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1位于以目標(biāo)位置B0為下級(jí)分叉點(diǎn)的支氣管的上級(jí)分叉處；第一下級(jí)隆突標(biāo)記B1位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2位于以第一上級(jí)隆突標(biāo)記C1為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管的上級(jí)分叉處；第二下級(jí)隆突標(biāo)記B2位于以第二上級(jí)隆突標(biāo)記C2為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；主隆突標(biāo)記Cn位于主氣管與多個(gè)支氣管的分叉處。
[0041]通過這種由病變位置開始向主氣管的標(biāo)記順序，保證了導(dǎo)航路徑的唯一性。此過程不僅標(biāo)記路徑，還獲得了導(dǎo)航路徑上的關(guān)鍵點(diǎn)，這些關(guān)鍵點(diǎn)包含了對(duì)各個(gè)支氣管的分叉點(diǎn)的其他分叉支氣管的位置進(jìn)行標(biāo)記，從而包含所有分叉處的導(dǎo)航信息，用于路徑和前進(jìn)方向的判斷，并且這些數(shù)據(jù)完全對(duì)應(yīng)于從CT圖像信息重建得到的支氣管樹三維影像，可以在導(dǎo)航階段中更好的指引醫(yī)療器械的前進(jìn)方向，而順利的引導(dǎo)醫(yī)療器械到達(dá)發(fā)生病變的目標(biāo)位置。
[0042]上述說明示出并描述了本申請(qǐng)的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請(qǐng)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置，適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航路徑的規(guī)劃，其特征在于，所述導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置包括: 影像導(dǎo)入模塊，用以接收所述CT圖像的原始圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述原始圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維CT圖像信息； 三維影像重建模塊，耦接于所述影像導(dǎo)入模塊，所述三維影像重建模塊包括: 三維重建單元，用以接收所述三維CT圖像信息，并且根據(jù)所述三維CT圖像信息重建出所述肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；以及 支氣管識(shí)別分割單元，所述肺部區(qū)域的三維CT圖像信息和所述肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述肺部區(qū)域的三維CT圖像信息識(shí)別所述肺部區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中的支氣管樹結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行分割處理，而獲得所述支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，且所述支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括所述圖像坐標(biāo)信息；以及 路徑規(guī)劃模塊，分別耦接于所述影像導(dǎo)入模塊和所述三維影像重建模塊，所述路徑規(guī)劃模塊用以接收所述三維CT圖像信息以及所述支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述三維CT圖像信息和所述支氣管樹三維影像的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分別在所述CT圖像和/或所述支氣管樹三維影像上繪制所述導(dǎo)航路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置，其特征在于，所述支氣管樹結(jié)構(gòu)包括主氣管和多級(jí)支氣管，所述導(dǎo)航路徑沿著所述主氣管和所述多級(jí)支氣管繪制，并且在所述CT圖像上標(biāo)記有: 標(biāo)定位置，位于所述多級(jí)支氣管中的其中一個(gè)支氣管上； 目標(biāo)位置，與所述標(biāo)定位置相互重疊； 第一上級(jí)隆突標(biāo)記，位于所述支氣管的上級(jí)分叉處； 第一下級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處； 第二上級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管的上級(jí)分叉處； 第二下級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；以及 主隆突標(biāo)記，位于所述主氣管和所述多級(jí)支氣管的分叉處； 其中，所述目標(biāo)位置、所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第一下級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二下級(jí)隆突標(biāo)記和所述主隆突標(biāo)記相互連接，而構(gòu)成所述導(dǎo)航路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置，其特征在于，所述支氣管樹結(jié)構(gòu)包括主氣管和多個(gè)支氣管，所述導(dǎo)航路徑沿著所述主氣管和所述多個(gè)支氣管繪制，并且在所述CT圖像上標(biāo)記有: 標(biāo)定位置，位于所述多級(jí)支氣管中相鄰的兩個(gè)支氣管之間； 目標(biāo)位置，位于所述相鄰的兩個(gè)支氣管中距離所述標(biāo)定位置最近的支氣管的下級(jí)分叉處； 第一上級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述目標(biāo)位置為下級(jí)分叉點(diǎn)的所述支氣管的上級(jí)分叉處；第一下級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處； 第二上級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管的上級(jí)分叉處； 第二下級(jí)隆突標(biāo)記，位于以所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管的下級(jí)分叉處；以及 主隆突標(biāo)記，位于所述主氣管和所述多級(jí)支氣管的分叉處； 其中，所述目標(biāo)位置、所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第一下級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二下級(jí)隆突標(biāo)記和所述主隆突標(biāo)記相互連接，而構(gòu)成所述導(dǎo)航路徑。
4.一種導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法，適于在肺部區(qū)域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行導(dǎo)航路徑的規(guī)劃，其特征在于，所述導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法包括: 獲得所述CT圖像； 在所述CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置； 在所述CT圖像上尋找所述多級(jí)支氣管中最靠近所述標(biāo)定位置的支氣管，并且將所述支氣管上對(duì)應(yīng)所述標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置； 將所述支氣管位于所述目標(biāo)位置的上級(jí)分叉處標(biāo)記為第一上級(jí)隆突標(biāo)記； 在以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第一下級(jí)隆突標(biāo)記； 在所述CT圖像上尋找所述多級(jí)支氣管中以所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記作為下級(jí)分叉點(diǎn)的上一級(jí)支氣管，將其上級(jí)分叉處標(biāo)記為第二上級(jí)隆突標(biāo)記； 在以所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記作為上級(jí)分叉點(diǎn)的另一支氣管上，將其下級(jí)分叉處標(biāo)記為第二下級(jí)隆突標(biāo)記； 重復(fù)標(biāo)記上級(jí)隆突標(biāo)記與下級(jí)隆突標(biāo)記的步驟，直至所述上級(jí)隆突標(biāo)記位于所述主氣管與所述多級(jí)支氣管分叉處的隆突位置，并且以位于所述隆突位置的上級(jí)隆突標(biāo)記作為主隆突標(biāo)記；以及 在所述目標(biāo)位置、所述第一上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第一下級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二上級(jí)隆突標(biāo)記、所述第二下級(jí)隆突標(biāo)記和所述主隆突標(biāo)記之間依相對(duì)位置繪制連接線，而構(gòu)成所述導(dǎo)航路徑。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法，其特征在于，在所述CT圖像上尋找所述多級(jí)支氣管中最靠近所述標(biāo)定位置的支氣管，并且將所述支氣管上對(duì)應(yīng)所述標(biāo)定位置的位置處標(biāo)記為目標(biāo)位置的操作中: 若所述標(biāo)定位置位于所述支氣管上，所述目標(biāo)位置與所述標(biāo)定位置相互重疊；以及 若所述標(biāo)定位置位于所述多級(jí)支氣管中相鄰的兩個(gè)支氣管之間，所述目標(biāo)位置位于所述相鄰的兩個(gè)支氣管中距離所述目標(biāo)位置最近的支氣管的下級(jí)分叉處。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK104323860SQ201410643769
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】劉弘毅 申請(qǐng)人:劉弘毅