導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置的制造方法
【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。
【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?jī)?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，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]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:
[0009]本申請(qǐng)的導(dǎo)航路徑規(guī)劃裝置，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。
【附圖說明】
[0010]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:
[0011]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；
[0012]圖2是本申請(qǐng)方法實(shí)施例的導(dǎo)航路徑規(guī)劃方法流程圖；
[0013]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；
[0014]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】
[0015]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。
[0016]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”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`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)。
[0017]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。
[0018]實(shí)施例描沐
[0019]本申請(qǐng)的導(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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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:
[0024]步驟S1I，獲得CT圖像；
[0025]步驟S102，在CT圖像上將病變位置標(biāo)記為標(biāo)定位置；