本发明专利技术公开了一种手术路径规划方法，包括以下步骤：获取术前的CT或者MRI影像数据；根据影像数据，规划穿刺针路径；通过光学定位设备，对影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准；其中，机械臂的末端设置有超声探头和力传感器；机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至体膜的表面；根据穿刺针路径进行植针。根据本发明专利技术的手术路径规划方法，在手术中采用超声设备来代替CT成像，能够减少术中病人及医生所受到的辐射，且超声探头能够实现手术过程的影像可视化；通过光学定位设备用于实时定位，实现术中实时导航；通过集成力传感器，实时获取力反馈信息，保障术中的安全。保障术中的安全。保障术中的安全。
Surgical path planning method, system, electronic device and storage medium
【技术实现步骤摘要】
手术路径规划方法、系统、电子设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及手术规划
，尤其是涉及一种手术路径规划方法、系统、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]肝癌是影响人类健康的一大杀手，目前针对肝癌的治疗方法主要包括消融、I125粒子植入等。当前的肝癌手术方式，一般采用术前CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)成像、术中CT引导来辅助完成。但是，这种方式主要依靠医生徒手进行下针操作，之后再由医学影像进行确认，手术精度低，且医生和患者需要多次暴露在CT辐射下。如果是采用I125粒子植入方式进行手术，医生手部同样会受到一定的辐射，另外，这对医生的手术经验要求较高，新手医生可能会进行多次植入针，一定程度上增加了对患者的伤害，且术后可能会伴随一定的并发症出现。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种手术路径规划方法、系统、电子设备和存储介质，可减少病人和医生在手术中受到的辐射，并降低手术难度、保障手术安全。
[0004]一方面，根据本专利技术实施例的手术路径规划方法，包括以下步骤：获取术前的CT或者MRI影像数据；根据所述影像数据，规划穿刺针路径；通过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准；其中，所述机械臂的末端设置有超声探头和力传感器；所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面；根据所述穿刺针路径进行植针。
[0005]根据本专利技术实施例的手术路径规划方法，至少具有如下有益效果：在手术中采用超声设备来代替CT成像，能够减少术中病人及医生所受到的辐射，且超声探头能够实现手术过程的影像可视化；通过光学定位设备用于实时定位，实现术中实时导航；通过集成力传感器，实时获取力反馈信息，保障术中的安全。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述影像数据，规划穿刺针路径，包括以下步骤：对所述影像数据进行图像分割，以识别目标肿瘤；根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径；对所述候选路径进行碰撞检测；若所述候选路径不满足碰撞检测条件，则返回根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径这一步骤；若所述候选路径满足碰撞检测条件，则将所述候选路径作为当前路径；判断在所述当前路径下，所述超声探头的轴向与所述体膜的表面是否垂直；若所述超声探头的轴向与所述体膜的表面不垂直，则返回根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径这一步骤；若所述超声探头的轴向与所述体膜的表面垂直，则将所述当前路径作为所述穿刺针路径。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述光学定位设备采用NDI Polaris光学设备；所述通
过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准，包括以下步骤：分别在所述机械臂的末端和所述体膜的表面安装所述光学定位设备可跟踪的工件；将所述体膜所在的坐标系作为第一坐标系，所述影像数据所在的坐标系作为第二坐标系，所述机械臂所在的坐标系作为第三坐标系；获取所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的第一转换矩阵；获取所述第一坐标系与所述第三坐标系之间的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，实现对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间的空间位置配准。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述通过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准，还包括以下步骤：分别计算所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵的误差；修正所述误差。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面，包括以下步骤：所述机械臂由初始位运动至取针位进行取针，取针后运动至就绪位；所述机械臂由所述就绪位按照所述预设路径运动至所述体膜的表面，在此运动过程中，包括：实时监测所述体膜的移动状态，若所述体膜的移动幅度大于第一阈值，则所述机械臂返回所述就绪位；开启所述力传感器，并通过所述力传感器获取所述机械臂的运动力度，若所述运动力度大于第二阈值，则所述机械臂返回所述就绪位；开启所述超声探头，以实现植针过程的影像可视化。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述机械臂的末端设置有指示灯；所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面，还包括以下步骤：当所述机械臂运动至预设位置时，所述指示灯发光。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面，还包括以下步骤：对病人进行语音提示。
[0012]另一方面，根据本专利技术实施例的手术路径规划系统，包括：获取模块，用于获取术前的CT或者MRI影像数据；规划模块，用于根据所述影像数据，规划穿刺针路径；空间位置配准模块，用于通过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准；其中，所述机械臂的末端设置有超声探头和力传感器；控制模块，用于控制所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面。
[0013]另一方面，根据本专利技术实施例的电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的手术路径规划方法。
[0014]另一方面，根据本专利技术实施例的计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述的手术路径规划方法。
[0015]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0016]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]图1为本专利技术实施例的手术路径规划方法的步骤流程图；
[0018]图2为本专利技术实施例的手术路径规划系统的结构示意图。
具体实施方式
[0019]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0020]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0021]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0022]如图1所示，根据本专利技术实施例的手术路径规划方法，包括以下步骤：
[0023]步骤S100：获取术前的CT或者MRI影像数据。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种手术路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取术前的CT或者MRI影像数据；根据所述影像数据，规划穿刺针路径；通过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准；其中，所述机械臂的末端设置有超声探头和力传感器；所述机械臂进行取针，并在取针后按照预设路径运动至所述体膜的表面；根据所述穿刺针路径进行植针。2.根据权利要求1所述的手术路径规划方法，其特征在于，所述根据所述影像数据，规划穿刺针路径，包括以下步骤：对所述影像数据进行图像分割，以识别目标肿瘤；根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径；对所述候选路径进行碰撞检测；若所述候选路径不满足碰撞检测条件，则返回根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径这一步骤；若所述候选路径满足碰撞检测条件，则将所述候选路径作为当前路径；判断在所述当前路径下，所述超声探头的轴向与所述体膜的表面是否垂直；若所述超声探头的轴向与所述体膜的表面不垂直，则返回根据所述目标肿瘤的位置，随机生成针尖位于所述目标肿瘤的中心的候选路径这一步骤；若所述超声探头的轴向与所述体膜的表面垂直，则将所述当前路径作为所述穿刺针路径。3.根据权利要求1所述的手术路径规划方法，其特征在于，所述光学定位设备采用NDIPolaris光学设备；所述通过光学定位设备，对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间进行空间位置配准，包括以下步骤：分别在所述机械臂的末端和所述体膜的表面安装所述光学定位设备可跟踪的工件；将所述体膜所在的坐标系作为第一坐标系，所述影像数据所在的坐标系作为第二坐标系，所述机械臂所在的坐标系作为第三坐标系；获取所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的第一转换矩阵；获取所述第一坐标系与所述第三坐标系之间的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，实现对所述影像数据、体膜以及机械臂三者之间的空间位置配准。4.根据权利要求3所述的手术路径规划方法，其特征在于，所述通过光学定位设备，对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王澄，李迟迟，滕皋军，陆骊工，
申请(专利权)人：珠海横乐医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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