穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备技术方案

本申请涉及一种穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备。所述方法包括：获取目标对象的腹部扫描图像；对所述腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对所述腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对所述腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；根据所述腹腔掩模、所述脂肪掩模和所述待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。采用本方法能够降低穿刺路径的规划难度。够降低穿刺路径的规划难度。够降低穿刺路径的规划难度。

【技术实现步骤摘要】
穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备


[0001]本申请涉及图像处理
，特别是涉及一种穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备。

技术介绍

[0002]图像引导下的腹部介入手术是一种新兴的微创肿瘤治疗方法，融合了计算机科学、图像处理、人工智能、自动控制和临床治疗等多个领域的领先技术。腹部介入手术使用特制的穿刺针经过皮肤穿刺进入肿瘤内部，对体内病灶区域进行局部治疗。与传统的外科手术相比，腹部介入手术不需要开刀，对病人的损伤小，术后恢复快，成为越来越重要的临床肿瘤治疗方法。
[0003]图像引导下的腹部介入手术中，需要提前规划穿刺路径，穿刺路径需要避开腹部内的危险区域，比如脏器、血管、骨骼等。目前，穿刺路径的规划过程通常包括：获取腹部扫描图像，对腹部扫描图像进行组织和器官分割，根据分割结果确定穿刺路径。
[0004]但是，腹部内的一些器官(如胰腺、肾上腺、食道、肠道等)在腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大，这些器官的分割难度较大，导致穿刺路径的规划难度较大。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低穿刺路径规划难度的穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备。
[0006]一种穿刺禁区的确定方法，该方法包括：
[0007]获取目标对象的腹部扫描图像；
[0008]对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
[0009]根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
[0010]在其中一个实施例中，上述根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区，包括：
[0011]根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
[0012]根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
[0013]在其中一个实施例中，上述根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模，包括：
[0014]计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；
[0015]从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
[0016]在其中一个实施例中，上述根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区，包括：
[0017]从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；
[0018]对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
[0019]在其中一个实施例中，该方法还包括：
[0020]对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
[0021]计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0022]在其中一个实施例中，上述对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，包括：
[0023]对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；
[0024]利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；
[0025]根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0026]在其中一个实施例中，上述对腹部图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模，包括：
[0027]利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
[0028]一种穿刺路径的规划方法，该方法包括：
[0029]获取腹腔内部的穿刺禁区和待穿刺器官的位置；
[0030]根据所述穿刺禁区和所述待穿刺器官的位置规划穿刺路径；
[0031]其中，所述穿刺禁区采用上述方法确定。
[0032]一种穿刺禁区的确定装置，该装置包括：
[0033]图像获取模块，用于获取目标对象的腹部扫描图像；
[0034]第一掩模获取模块，用于对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
[0035]第一禁区确定模块，用于根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
[0036]在其中一个实施例中，上述第一禁区确定模块包括：
[0037]掩模确定子模块，用于根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
[0038]禁区确定子模块，用于根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
[0039]在其中一个实施例中，上述掩模确定子模块，具体用于计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
[0040]在其中一个实施例中，上述禁区确定子模块，具体用于从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
[0041]在其中一个实施例中，该装置还包括：
[0042]第二掩模获取模块，用于对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
[0043]第二禁区确定模块，用于计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0044]在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块，具体用于对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0045]在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块，具体用于利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
[0046]一种穿刺手术系统，该穿刺手术系统包括终端和手术机器人；
[0047]终端，用于采用如上述的穿刺路径的规划方法得到穿刺路径，并将穿刺路径发送到手术机器人；
[0048]手术机器人，用于根据终端发送的穿刺路径进行穿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿刺禁区的确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标对象的腹部扫描图像；对所述腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对所述腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对所述腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；根据所述腹腔掩模、所述脂肪掩模和所述待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述腹腔掩模、所述脂肪掩模和所述待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区，包括：根据所述腹腔掩模和所述脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；根据所述腹腔内部的器官掩模和所述待穿刺器官掩模，得到所述腹腔内部的穿刺禁区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述腹腔掩模和所述脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模，包括：计算所述腹腔掩模和所述脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；从所述腹腔掩模中减去所述腹腔内部的脂肪区域，得到所述腹腔内部的器官掩模。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述腹腔内部的器官掩模和所述待穿刺器官掩模，得到所述腹腔内部的穿刺禁区，包括：从所述腹腔内部的器官掩模中减去所述待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；对所述腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为所述腹腔内部的穿刺禁区。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；所述不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模、骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；计算所述不可穿刺器官...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云洪，张旭，方伟，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：