一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请提供一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备，涉及医学领域，能够自动规划椎弓根螺钉置入手术路径，提高椎弓根螺钉置入手术路径规划的准确率和效率。该方法包括：对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据；对多个椎骨节段的图像数据进行三维重建，得到多个椎骨节段对应的三维椎骨图像；根据椎骨特征，识别并记录扫描图像中每个椎骨节段对应的关键特征点的位置信息；根据位置信息，建立多个椎骨节段对应的局部坐标系；基于多个三维椎骨图像，在多个椎骨节段对应的局部坐标系中定位手术路径关键点；根据多个椎骨节段对应的手术路径关键点，规划对应椎骨节段的手术路径。径。径。

【技术实现步骤摘要】
一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备


[0001]本申请涉及医学领域，尤其涉及一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]椎弓根螺钉技术由于其在脊柱固定方面有着良好的固定效果，其优越性使得它在脊柱外科手术中得到广泛应用。但目前术前螺钉位置置入方案是由人工选择的，操作复杂且耗时长。
[0003]在实际手术中，椎弓根螺钉置入点的确定是使凭着外科医生的个人经验进行人为选择，无法保证实际手术路径与规划路径一致，也无法保证末端器械能够精准地按照规划路径执行，使得椎弓根螺钉置入效果也产生较大的差异化。如何自动规划椎弓根螺钉置入的路径，并简化椎弓根螺钉置入的路径规划的步骤，提高椎弓根螺钉置入手术路径规划的效率和准确性，是我们目前要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备，能够自动规划椎弓根螺钉置入手术路径，减少椎弓根螺钉置入手术中对外科医生的人为依赖，并提高了椎弓根螺钉置入手术路径规划的准确率和效率。
[0005]第一方面，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据；对多个所述椎骨节段的图像数据进行三维重建，得到多个所述椎骨节段对应的三维椎骨图像；根据椎骨特征，识别并记录所述扫描图像中每个所述椎骨节段对应的关键特征点的位置信息；根据所述位置信息，建立多个所述椎骨节段对应的局部坐标系；基于多个所述三维椎骨图像，在多个所述椎骨节段对应的局部坐标系中定位手术路径关键点；根据多个所述椎骨节段对应的手术路径关键点，规划对应椎骨节段的手术路径。2.如权利要求1所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据，包括：通过训练好的神经网络模型，对所述扫描图像进行椎骨实例分割处理；根据椎骨特征，查找当前分割得到的椎骨节段对应的标签；使用所述标签对当前分割得到的所述椎骨节段进行标记；将标记后的所述椎骨节段作为所述神经网络模型的输入进行迭代优化处理，输出下一椎骨节段，直至得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据。3.如权利要求2所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据，包括：根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述扫描图像中提取对应椎骨节段的图像数据。4.如权利要求3所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述扫描图像中提取对应椎骨节段的图像数据，包括：去除所述扫描图像中的噪声，得到第一脊椎图像，所述噪声为所述扫描图像中除所述椎骨节段之外的图像数据；向预定分辨率方向，对所述第一脊椎图像中的图像数据进行重采样得到第二脊椎图像；根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述第二脊椎图像中提取对应椎骨节段的图像数据。5.如权利要求4所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述去除所述扫描图像中的噪声，得到第一脊椎图像，包括：对所述扫描图像进行图像预处理，得到第三脊椎图像，所述图像预处理包括灰度变换、调窗和阈值划分处理；计算所述第三脊椎图像中存在的连通区的面积，得到至少一个连通区面积；根据至少一个所述连通区面积，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域；从所述第三脊椎图像中提取所述椎骨区域对应的图像数据，得到所述第一脊椎图像。
6.如权利要求5所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述计算所述第三脊椎图像中存在的连通区的面积，得到至少一个连通区面积中，包括：通过连通区面积提取计算公式，遍历所述第三脊椎图像计算所述连通区的面积，所述连通区面积提取计算公式为：Until B
i+1
＝＝B
i
其中，A为连通区，B
i
表示连通区A中的某一像素点，i为整数，且i≥0；表示值和运算所用到的算子，为3*3的九宫格方阵形式，其填充为数字1。7.如权利要求5所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述根据至少一个所述连通区面积，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域，包括：根据第一大连通区，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域，所述第一大连通区为所述连通区面积中的最大面积对应的连通区。8.如权利要求5所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述关键特征点包括椎管中心点和椎体中心点；所述根据椎骨特征，识别并记录所述扫描图像中每个椎骨节段对应的关键特征点的位置信息，包括：通过预设截面，从所述扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐晓志，田伟，孟晋，胡颖，刘亚军，韩晓光，李猛，张琦，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：