导航路径规划装置制造方法及图纸

本申请公开了一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航。导航路径规划装置包括影像导入模块、三维影像重建模块以及路径规划模块。通过影像导入模块接收CT图像的原始图像数据，并且产生相应的三维CT图像信息。三维影像重建模块接收三维CT图像信息，然后根据三维CT图像信息重建出肺部区域的三维结构数据和支气管树三维影像的结构数据。路径规划模块即根据三维CT图像信息和支气管树三维影像的结构数据绘制出从病变位置朝向主气管方向的导航路径，从而保证了导航路径的唯一性，并且提高导航路径的识别性。

Navigation path planning device

The invention discloses a navigation path planning device, which is suitable for navigating a medical device on the basis of the CT image of the lung region and the three-dimensional image of the bronchial tree. The navigation path planning device comprises an image introduction module, a three-dimensional image reconstruction module and a path planning module. The original image data of the CT image is received through the image introduction module, and the corresponding three-dimensional CT image information is generated. The 3D image reconstruction module receives the 3D CT image information, then according to the three-dimensional CT image information, the 3D structure data of the lung region and the 3D data of the bronchial tree are reconstructed. The path planning module according to the data structure of 3D CT image information and the 3D image rendering of the bronchial tree navigation path toward the main pipe direction from the location of lesions, so as to ensure the uniqueness of the navigation path, and improve the recognition of the navigation path.

【技术实现步骤摘要】
导航路径规划装置
本申请涉及医疗器械
，具体涉及一种导航路径规划装置。
技术介绍
目前基于电磁导航技术的经肺部自然气道的介入式医疗技术，首先导入病人的肺部计算机断层摄影(computedtomography,CT)影像数据，接着划定病变区域，并重建出主气管和支气管的三维模型。之后，根据主气管和支气管的三维模型，从主气管朝向支气管的方向计算经各级支气管到达病变位置的路径。在术中阶段，首先将带有电磁传感器的指引导管插入支气管镜中，使用支气管镜到达导航软件要求的几个关键部位并标记；根据这些标记位置计算出重建的主气管和支气管树三维模型与肺部在实际电磁导航空间中的位置的对应关系，即规划路径与实际位置的配准；最后，再根据之前从主气管朝支气管方向建立的导航路径引导电磁传感器经各级支气管接近和到达病变位置。然而，现有技术中存在以下缺陷：首先，由CT影像数据重建的主气管和支气管的三维模型不够精确，其中若为了保证准确，则无法重建出下级支气管树结构，反之，若提高下级支气管树结构的级数，则无法保证重建出的三维模型的准确性。其次，通过上述从主气管朝向支气管方式所获得的路径规划结果，如果病变位置在较深位置，则缺乏下级支气管信息，无法准确建立经自然气道的导航路径，只能通过定位信息不断尝试接近病变位置。再者，配准算法可能有误差，越进入肺部深处误差越明显，可能导致导航路径偏移至自然气道外的肺部组织里，并且在导航软件中显示到达病变位置后仍无法保证电磁传感器在肺部内确实到达病变位置，必需藉助其他手段来进行确认，例如通过X光影像或CT等显像技术来达成，徒增操作上的不便和增加X射线对医生和患者身体的辐射损害。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题在于提供一种导航路径规划装置和方法，从而解决了术前导航路径规划时无法识别下级支气管并建立导航路径的问题等。为了解决上述问题，本申请揭示了一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航路径的规划。导航路径规划装置包括影像导入模块、三维影像重建模块以及路径规划模块。影像导入模块用以接收CT图像的原始图像数据，并且根据原始图像数据产生三维CT图像信息。三维影像重建模块耦接于影像导入模块。三维影像重建模块包括三维重建单元以及支气管识别分割单元，其中三维重建单元用以接收三维CT图像信息，并且根据三维CT图像信息重建出肺部区域的三维结构数据；支气管识别分割单元用以接收肺部区域的三维CT图像信息和所述肺部区域的三维结构数据以及根据所述肺部区域的三维CT图像信息识别肺部区域的三维结构数据中的支气管树结构，并且进行分割处理，而获得支气管树三维影像的结构数据，且支气管树三维影像的结构数据包括图像坐标信息。路径规划模块分别耦接于影像导入模块和三维影像重建模块。路径规划模块用以接收三维CT图像信息以及支气管树三维影像，并且根据三维CT图像信息和支气管树三维影像的结构数据分别在CT图像和/或支气管树三维影像上绘制导航路径。进一步地，在上述的导航路径规划装置中，支气管树结构包括主气管和多级支气管，导航路径沿着主气管和多级支气管绘制，并且在CT图像上标记有标定位置、目标位置、第一上级隆突标记、第一下级隆突标记、第二上级隆突标记、第二下级隆突标记和主隆突标记，其中标定位置位于多级支气管中的其中一个支气管上；目标位置与标定位置相互重叠；第一上级隆突标记位于此支气管的上级分叉处；第一下级隆突标记位于以第一上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；第二上级隆突标记位于以第一上级隆突标记为下级分叉点的上一级支气管的上级分叉处；第二下级隆突标记位于以第二上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；主隆突标记位于主气管和多级支气管的分叉处。并且，目标位置、第一上级隆突标记、第一下级隆突标记、第二上级隆突标记、第二下级隆突标记和主隆突标记相互连接，而构成导航路径。进一步地，在上述的导航路径规划装置中，支气管树结构包括主气管和多级支气管，导航路径沿着主气管和多级支气管绘制，并且在CT图像上标记有标定位置、目标位置、第一上级隆突标记、第一下级隆突标记、第二上级隆突标记、第二下级隆突标记和主隆突标记，其中标定位置位于多级支气管中相邻的两个支气管之间；目标位置位于相邻的两个支气管中距离标定位置最近的支气管的下级分叉处；第一上级隆突标记位于以目标位置为下级分叉点的支气管的上级分叉处；第一下级隆突标记位于以第一上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；第二上级隆突标记位于以第一上级隆突标记为下级分叉点的上一级支气管的上级分叉处；第二下级隆突标记位于以第二上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；主隆突标记位于主气管和多级支气管的分叉处。并且，目标位置、第一上级隆突标记、第一下级隆突标记、第二上级隆突标记、第二下级隆突标记和主隆突标记相互连接，而构成导航路径。本申请并揭示了一种导航路径规划方法，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械导航路径规划装置。导航路径规划方法包括：获得CT图像；在CT图像上将病变位置标记为标定位置；在CT图像上寻找多级支气管中最靠近标定位置的支气管，并且将支气管上对应标定位置的位置处标记为目标位置；将支气管位于目标位置的上级分叉处标记为第一上级隆突标记；在以第一上级隆突标记作为上级分叉点的另一支气管上，将其下级分叉处标记为第一下级隆突标记；在CT图像上寻找多级支气管中以第一上级隆突标记作为下级分叉点的上一级支气管，将其上级分叉处标记为第二上级隆突标记；在以第二上级隆突标记作为上级分叉点的另一支气管上，将其下级分叉处标记为第二下级隆突标记；重复标记上级隆突标记与下级隆突标记的步骤，直至上级隆突标记位于主气管与多级支气管分叉处的隆突位置，并且以位于此隆突位置的上级隆突标记作为主隆突标记；以及在目标位置、第一上级隆突标记、第一下级隆突标记、第二上级隆突标记、第二下级隆突标记和主隆突标记之间依相对位置绘制连接线，而构成导航路径。进一步地，在上述的导航路径规划方法中，在CT图像上寻找多级支气管中最靠近标定位置的支气管，并且将支气管上对应标定位置的位置处标记为目标位置的操作中：若标定位置位于支气管上，目标位置与标定位置相互重叠；以及若标定位置位于多级支气管中相邻的两个支气管之间，目标位置位于相邻的两个支气管中距离目标位置最近的支气管的下级分叉处。与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：本申请的导航路径规划装置和方法，通过导航路径从病变位置开始，朝向主气管的方向依序进行标记的方式，保证了导航路径的唯一性，并且提高导航路径的识别性，从而解决了术前导航路径规划时无法识别下级支气管并建立导航路径的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本申请实施例的导航路径规划装置的方块示意图；图2是本申请实施例的导航路径规划方法流程图；图3和图4分别是对应本申请实施例的导航路径规划方法中的支气管树三维影像示意图；图5和图6分别是对应本申请实施例的导航路径规划方法中的CT图像示意图。具体实施方式以下将配合附图及实施例来详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航路径的规划，其特征在于，所述导航路径规划装置包括：影像导入模块，用以接收所述CT图像的原始图像数据，并且根据所述原始图像数据产生三维CT图像信息；三维影像重建模块，耦接于所述影像导入模块，所述三维影像重建模块包括：三维重建单元，用以接收所述三维CT图像信息，并且根据所述三维CT图像信息重建出所述肺部区域的三维结构数据；以及支气管识别分割单元，用以接收所述肺部区域的三维CT图像信息和所述肺部区域的三维结构数据以及根据所述肺部区域的三维CT图像信息识别所述肺部区域的三维结构数据中的支气管树结构，并且进行分割处理，而获得所述支气管树三维影像的结构数据，且所述支气管树三维影像的结构数据包括所述图像坐标信息；以及路径规划模块，分别耦接于所述影像导入模块和所述三维影像重建模块，所述路径规划模块用以接收所述三维CT图像信息以及所述支气管树三维影像的结构数据，并且根据所述三维CT图像信息和所述支气管树三维影像的结构数据分别在所述CT图像和/或所述支气管树三维影像上绘制所述导航路径；其中，所述支气管树结构包括主气管和多级支气管，所述导航路径沿着所述主气管和所述多级支气管绘制，并且在所述CT图像上标记有：标定位置，位于所述多级支气管中的其中一个支气管上；目标位置，与所述标定位置相互重叠；第一上级隆突标记，位于所述支气管的上级分叉处；第一下级隆突标记，位于以所述第一上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；第二上级隆突标记，位于以所述第一上级隆突标记为下级分叉点的上一级支气管的上级分叉处；第二下级隆突标记，位于以所述第二上级隆突标记为上级分叉点的另一支气管的下级分叉处；以及主隆突标记，位于所述主气管和所述多级支气管的分叉处；其中，所述目标位置、所述第一上级隆突标记、所述第一下级隆突标记、所述第二上级隆突标记、所述第二下级隆突标记和所述主隆突标记相互连接，而构成所述导航路径。...

【技术特征摘要】
1.一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航路径的规划，其特征在于，所述导航路径规划装置包括：影像导入模块，用以接收所述CT图像的原始图像数据，并且根据所述原始图像数据产生三维CT图像信息；三维影像重建模块，耦接于所述影像导入模块，所述三维影像重建模块包括：三维重建单元，用以接收所述三维CT图像信息，并且根据所述三维CT图像信息重建出所述肺部区域的三维结构数据；以及支气管识别分割单元，用以接收所述肺部区域的三维CT图像信息和所述肺部区域的三维结构数据以及根据所述肺部区域的三维CT图像信息识别所述肺部区域的三维结构数据中的支气管树结构，并且进行分割处理，而获得所述支气管树三维影像的结构数据，且所述支气管树三维影像的结构数据包括所述图像坐标信息；以及路径规划模块，分别耦接于所述影像导入模块和所述三维影像重建模块，所述路径规划模块用以接收所述三维CT图像信息以及所述支气管树三维影像的结构数据，并且根据所述三维CT图像信息和所述支气管树三维影像的结构数据分别在所述CT图像和/或所述支气管树三维影像上绘制所述导航路径；其中，所述支气管树结构包括主气管和多级支气管，所述导航路径沿着所述主气管和所述多级支气管绘制，并且在所述CT图像上标记有：标定位置，位于所述多级支气管中的其中一个支气管上；目标位置，与所述标定位置相互重叠；第一上级隆突标记，位于所述支气管的上级分叉处；第一下级隆突标记，位于以所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弘毅，
申请(专利权)人：常州朗合医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32