用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法技术

本发明专利技术公开了一种用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法，该颅脑穿刺路径建立方法包括：基于颅脑的医学影像数据生成三维的颅脑模型；在颅脑模型中识别若干特征点；根据经确认的特征点的几何特征构建颅脑模型的三维坐标系；基于所述颅脑模型识别定位乳突后缘最高点，并根据乳突后缘最高点在所述颅骨皮肤轮廓上生成外部穿刺点；在颅脑模型中生成危险区域；基于危险区域和外部穿刺点建立穿刺路径。根据本发明专利技术的用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法，能够有效地辅助医生快速、准确、安全地建立用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径，尤其有助于提高脑干出血引流手术的安全性。干出血引流手术的安全性。干出血引流手术的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法


[0001]本专利技术涉及神经外科导航技术及颅脑影像数据的处理，尤其涉及一种用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法。

技术介绍

[0002]脑干因为其掌管心血管运动、呼吸、吞咽、呕吐等重要生理活动，并且是连接大脑和脊髓的特殊桥梁，一旦受损，会危及生命。在此部位发生脑出血致死率约占40％～50％，手术风险极大，难度也极高。
[0003]目前针对脑干出血这一神经外科临床上的治疗难题，第一种方法是采用立体定向微创穿刺引流术进行治疗，对于早期、超早期脑干出血病例，立体定向穿刺引流术的治疗效果相对较好，穿刺置管引流术不需开颅，操作简化，手术时间短，对正常组织的损伤小，已成为基底节、脑叶、小脑等部位出血日趋主流的手术方式，但脑干解剖及功能的特殊性，脑干出血穿刺置管引流术的临床应用相对较少。脑干出血部位深，周围神经血管密集，对于操作者要求高，手术过程中风险大，对于临床来说难以普及。
[0004]第二种方法是结合先进的神经外科导航技术在手术中进行辅助定位和导向。该种技术确实使得手术安全性极大提高，通过计算机虚拟成像技术，在手术过程中能为医生提供更多过程参照。虽然导航技术能够有效降低手术过程中的风险，但穿刺术的路径是一条直线，且为盲穿，因此与开颅手术不同，穿刺术的入路选择相对较少。根据一些文献报道，此种穿刺术多采用经枕下小脑入路，适用于血肿位于桥脑，穿刺点位于横窦下，中线与乙状窦之间，引流管经小脑半球进入，到达脑干血肿腔，此穿刺路径较长，途经重要结构多，其有效性、安全性及入路选择，需待更多病例进一步研究。
[0005]就目前已经开展的脑干出血手术，在实施过程仍旧存在以下几点问题：
[0006]1.手术入路点均从颅骨后侧幕上进入，但没有详细准确解剖位置描述，由于个体差异和医生经验判断不同，不同穿刺入路通道经过的穿刺区域对于患者脑损伤程度不同，导致手术后患者恢复情况不一致；
[0007]2.手术仍旧需要医生事先做好充分准备和预案，在三维图像上选择穿刺入路点因成像效果与实际存在差异性，影响置管的准确性；
[0008]3.导航中无法显示出危险区域，使得医生在设计通道时容易忽视一些不能穿刺位置或方向，这样危险区域诸如：小脑神经核团、丘脑(灰质神经核团)、横窦和矢状窦，而手术过程中一旦触及或者损伤这些区域，会导致术后患者丧失基本生理功能。
[0009]因此，亟需一种能够有效辅助医生快速、准确、安全地建立用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径的新的方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的脑干出血手术的导航方法，无法有效地辅助医生快速、准确、安全地建立用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径，进而导致置管
的准确性不高以及过于依赖医生的临床经验因而手术风险相对较高的缺陷，提出一种新的用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法及导航方法。
[0011]本专利技术是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0012]本专利技术提供了一种用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法，其特点在于，所述颅脑穿刺路径建立方法包括以下步骤：
[0013]S1、基于颅脑的医学影像数据生成三维的颅脑模型，其中所述医学影像数据涉及颅骨、颅骨皮肤轮廓和颅脑的出血区域；
[0014]S2、在所述颅脑模型中识别若干特征点，并请求确认或手动修改所述特征点在所述颅脑模型中的几何特征，所述几何特征包括所述特征点在所述颅脑模型中的位置；
[0015]S3、根据经确认或经手动修改的所述特征点的所述几何特征构建所述颅脑模型的三维坐标系；
[0016]S4、基于所述颅脑模型及其三维坐标系，识别定位其中显示的乳突后缘最高点，并基于所述乳突后缘最高点、所述颅脑模型中的正中矢状面、听眦线以及所述颅骨皮肤轮廓，在所述颅骨皮肤轮廓上生成外部穿刺点；
[0017]S5、基于所述颅脑模型及其三维坐标系，结合颅脑的参考解剖信息，在所述颅脑模型中生成危险区域；
[0018]S6、基于所述危险区域和所述外部穿刺点在所述颅脑模型中建立穿刺路径，所述穿刺路径始于位于所述外部穿刺点，并且所述穿刺路径避开所述危险区域。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述特征点包括以下部分或全部：
[0020]外眦点、外耳道中心、鼻骨跟、各块颅骨、各个颅骨关节、各个骨性标志、腔、窝。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S3中，以构建的所述颅脑模型的三维坐标系代替所述医学影像数据中的颅脑的横截面、矢状面和冠状面。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S5包括：
[0023]基于颅脑的参考解剖模型与所述颅脑模型的比对，在所述颅脑模型中生成危险区域，其中所述参考解剖模型包含所述参考解剖信息。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S5中生成的所述危险区域包括神经核团区域、神经区域和血管区域。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S4包括：
[0026]基于所述颅脑模型及其三维坐标系，识别定位其中显示的乳突后缘最高点；
[0027]基于所述颅脑模型及其三维坐标系，确定其中显示的正中矢状面和听眦线；
[0028]基于所述颅脑模型确定一段皮质骨表面轮廓线段，所述皮质骨表面轮廓线段始于所述乳突后缘最高点，终于自所述乳突后缘最高点向所述正中矢状面方向延伸到达的与所述正中矢状面的交点；
[0029]通过与颅脑的参考解剖信息相关联的预设分割算法，求得所述皮质骨表面轮廓线段上的关键参考点；
[0030]自所述关键参考点，建立与所述听眦线垂直的第一平面和与所述听眦线平行的第二平面；
[0031]计算确定所述第一平面和所述第二平面的相交线；
[0032]计算所述相交线和所述颅骨皮肤轮廓的交点作为所述外部穿刺点。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S6中生成多条所述穿刺路径以供选取及手动修改；
[0034]所述颅脑穿刺路径建立方法还包括：
[0035]S7、检查被选取或手动修改的所述穿刺路径是否安全，并输出反馈信息。
[0036]本专利技术还提供了一种计算机程序，其包括用于在计算机上运行所述程序时执行如上所述的颅脑穿刺路径建立方法中的所有步骤的程序代码装置。
[0037]本专利技术还提供了一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的程序代码装置，所述程序代码装置用于在计算机上运行所述程序产品时执行如上所述的颅脑穿刺路径建立方法中的所有步骤。
[0038]本专利技术还提供了一种颅脑影像数据的数据处理方法，其特点在于，所述数据处理方法包括：
[0039]S1、基于颅脑的医学影像数据生成三维的颅脑模型，其中所述医学影像数据涉及颅骨、颅骨皮肤轮廓和颅脑的出血区域；
[0040]S2、在所述颅脑模型中识别若干特征点，并请求确认或手动修改所述特征点在所述颅脑模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脑干出血手术导航的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述颅脑穿刺路径建立方法包括以下步骤：S1、基于颅脑的医学影像数据生成三维的颅脑模型，其中所述医学影像数据涉及颅骨、颅骨皮肤轮廓和颅脑的出血区域；S2、在所述颅脑模型中识别若干特征点，并请求确认或手动修改所述特征点在所述颅脑模型中的几何特征，所述几何特征包括所述特征点在所述颅脑模型中的位置；S3、根据经确认或经手动修改的所述特征点的所述几何特征构建所述颅脑模型的三维坐标系；S4、基于所述颅脑模型及其三维坐标系，识别定位其中显示的乳突后缘最高点，并基于所述乳突后缘最高点、所述颅脑模型中的正中矢状面、听眦线以及所述颅骨皮肤轮廓，在所述颅骨皮肤轮廓上生成外部穿刺点；S5、基于所述颅脑模型及其三维坐标系，结合颅脑的参考解剖信息，在所述颅脑模型中生成危险区域；S6、基于所述危险区域和所述外部穿刺点在所述颅脑模型中建立穿刺路径，所述穿刺路径始于位于所述外部穿刺点，并且所述穿刺路径避开所述危险区域。2.如权利要求1所述的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述特征点包括以下部分或全部：外眦点、外耳道中心、鼻骨跟、各块颅骨、各个颅骨关节、各个骨性标志、腔、窝。3.如权利要求1所述的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述步骤S3中，以构建的所述颅脑模型的三维坐标系代替所述医学影像数据中的颅脑的横截面、矢状面和冠状面。4.如权利要求1所述的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述步骤S5包括：基于颅脑的参考解剖模型与所述颅脑模型的比对，在所述颅脑模型中生成危险区域，其中所述参考解剖模型包含所述参考解剖信息。5.如权利要求4所述的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述步骤S5中生成的所述危险区域包括神经核团区域、神经区域和血管区域。6.如权利要求1所述的颅脑穿刺路径建立方法，其特征在于，所述步骤S4包括：基于所述颅脑模型及其三维坐标系，识别定位其中显示的乳突后缘最高点；基于所述颅脑模型及其三维坐标系，确定其中显示的正中矢状面和听眦线；基于所述颅脑模型确定一段皮质骨表面轮廓线段，所述皮质骨表面轮廓线段始于所述乳突后缘最高点，终于自所述乳突后缘最高点向所述正中矢状面方向延伸到达的与所述正中矢状面的交点；通过与颅脑的参考解剖信息相关联的预设分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树杰，裴晓宏，宋丽强，张国峰，
申请(专利权)人：上海库欣医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：