一种血管内治疗的术中导航方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种血管内治疗的术中导航方法、系统、设备和计算机可读存储介质，方法其包括：获取术前病变部位的CT图像；识别术前病变部位的CT图像生成3D模型；根据3D模型经第一预处理后得到3D模型的第一向量特征；获取术中病变部位的平面图像；根据术中病变部位的平面图像经第二预处理后得到术中病变部位的平面图像的第二向量特征；将第一向量特征与第二向量特征进行特征匹配比对，确定并调节术中病变部位的平面图像在3D模型中的三维视角方位。本发明专利技术克服了目前介入设备在病灶部位的三维空间位置完全依靠操作医师凭借个人经验对手术部位的了解、想象进行定位，给手术操作的精确性带来了巨大困难的问题。性带来了巨大困难的问题。性带来了巨大困难的问题。

An intraoperative navigation method and system for intravascular therapy

【技术实现步骤摘要】
一种血管内治疗的术中导航方法及其系统


[0001]本专利技术属于医疗
，具体涉及为一种血管内治疗的术中导航方法及其系统。

技术介绍

[0002]术区重要血管定位是众多外科手术降低手术风险提高手术成功率的必要条件，如普外科复杂术区的血管定位，可以减少术中出血；血管外科术区血管定位，可以明确手术部位等。现有的血管成像方法，主要集中于术前血管定位，以彩色多普勒超声及CT血管造影技术最为常见。其中CT血管造影可以提供血管管径、走行等信息，且能清楚显示血管与周边肌肉的关系，并能利用CT数据获得三维血管模型提供直观影像资料，已逐渐成为血管成像及定位的金标准。但无论哪种术前成像信息都无法在术中与患者精确配对，实现术中血管立体定位。
[0003]在当前神经介入手术中，手术设备如导丝插入血管中开展手术时，为了了解导丝在血管中的实时位置，一般通过数字减影技术(Digital subtraction angiography,DSA)的造影成像设备进行拍摄，形成二维图像。由于DSA造影设备只能形成二维影像，导丝在血管中的三维空间位置完全依靠操作医师凭借个人经验对手术部位的了解、想象进行定位，给手术操作的精确性带来了巨大的困难，不仅无法精确导丝在术中的实时位置，进而还导致了手术失败的风险高。
[0004]本专利技术针对上述问题，提供一种血管内治疗的术中导航方法及其系统。

技术实现思路

[0005]为了克服
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供一种血管内治疗的术中导航方法及其系统。
[0006]一种血管内治疗的术中导航方法，其包括：
[0007]获取术前病变部位的CT图像；
[0008]识别所述术前病变部位的CT图像生成3D模型；
[0009]根据所述3D模型经第一预处理后得到所述3D模型的第一向量特征；
[0010]获取术中病变部位的平面图像；
[0011]根据所述术中病变部位的平面图像经第二预处理后得到术中病变部位的所述平面图像的第二向量特征；
[0012]将所述第一向量特征与所述第二向量特征进行特征匹配比对，确定并调节所述术中病变部位的平面图像在3D模型中的三维视角方位。
[0013]所述第一预处理包括：将所述3D模型与显示设备融合，调整3D模型使其围绕XYZ三个空间轴旋转，再从固定方位渲染成像，得到第一投影渲染图像；
[0014]基于所述第一投影渲染图像进行特征提取得到所述第一向量特征；
[0015]可选的，所述第一投影渲染图像为平面图像；
[0016]可选的，所述术前病变部位的CT图像为DICOM影像；
[0017]所述第二预处理包括：根据所述术中病变部位的平面图像进行特征提取得到所述第二向量特征；
[0018]可选的，所述术中病变部位的平面图像包括术中注入对比剂的血管部位和目标设备；
[0019]所述特征匹配比对包括：将所述第二向量特征和所述第一投影渲染图像中最相似的第一向量特征进行匹配，根据匹配结果调整所述术中病变部位的平面图像在所述3D模型中的视角方位；
[0020]可选的，所述特征匹配比对采用LSH算法。
[0021]所述视角方位的调整包括：调整所述3D模型的旋转角度，提取调整后所述3D模型旋转角度的特征，使其与所述术中病变部位的平面图像的角度和位置的特征相匹配，得到术中病变部位在3D模型中的图像；
[0022]可选的，所述术中病变部位在3D模型中的图像为术中注入对比剂的血管部位在3D模型的图像；
[0023]可选的，所述术中注入对比剂的血管部位在3D模型的图像通过显示设备呈现。
[0024]所述术中导航方法还包括：基于所述术中病变部位的平面图像识别所述术中病变部位含有目标设备的目标设备图像，提取所述目标设备图像的特征；
[0025]将所述目标设备图像的特征与所述术中病变部位在3D模型的图像特征相匹配和空间拟合，得到目标设备在术中病变部位的具体空间位置；
[0026]可选的，所述目标设备图像的特征包括位置和形态；
[0027]可选的，所述目标设备在术中病变部位的具体空间位置通过显示设备展现。
[0028]一种血管内治疗的术中导航方法的分析设备，所述设备包括：存储器和处理器；
[0029]所述存储器用于存储程序指令；
[0030]所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行上述的血管内治疗的术中导航方法的分析方法。
[0031]一种血管内治疗的术中导航系统，包括：
[0032]第一处理模块，其用于导入术前病变部位的CT图像；用于识别术前病变部位的CT图像生成3D模型；基于所述3D模型经第一预处理后得到所述3D模型的第一向量特征；
[0033]第二处理模块，其用于导入术中病变部位的平面图像；根据所述术中病变部位的平面图像经第二预处理后得到术中病变部位的所述平面图像的第二向量特征；
[0034]图像匹配控制模块，将所述第一向量特征与所述第二向量特征进行特征匹配比对，确定并调节所述术中病变部位的平面图像在3D模型中的三维视角方位。
[0035]一种血管内治疗的术中导航系统，包括：
[0036]第一处理模块，其用于导入术前病变部位的CT图像；用于识别术前病变部位的CT图像生成3D模型；基于所述3D模型经第一预处理后得到所述3D模型的第一向量特征；
[0037]第二处理模块，其用于导入术中病变部位的平面图像；根据所述术中病变部位的平面图像经第二预处理后得到术中病变部位的所述平面图像的第二向量特征；
[0038]图像匹配控制模块，将所述第一向量特征与所述第二向量特征进行特征匹配比对，确定并调节所述术中病变部位的平面图像在3D模型中的三维视角方位；
[0039]目标设备定位模块，包括：提取单元和拟合单元；所述提取单元为基于所述术中病变部位的平面图像识别所述术中病变部位含有目标设备的目标设备图像，提取所述目标设备图像的特征；所述拟合单元为将所述目标设备图像的特征与所述术中病变部位在3D模型的图像特征相匹配和空间拟合，得到目标设备在术中病变部位的具体空间位置。
[0040]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的血管内治疗的术中导航方法的分析方法。
[0041]本申请具有以下有益效果：
[0042]1、本专利技术中在获取第一投影渲染图像环节中，通过旋转3D角度分割，实现对术前病变部位生成的3D模型的多角度展示；又通过将二维的术中病变部位图像与投影渲染后得到的最相似的第一投影渲染图像进行特征匹配比对，保证术中病变部位的准确呈现，以及目标设备在术中病变部位定位导航的精确性。
[0043]2、本专利技术中，通过获取术前病变部位的CT图像并生成3D模型，获取术中病变部位的平面图像，再通过特征提取和融合，即可获得虚实结合的术中目标设备在术中病变部位的导航定位信息，精确、立体定位目标设备，克服了目前术中导航目标仪器设备在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，包括：获取术前病变部位的CT图像；识别所述术前病变部位的CT图像生成3D模型；根据所述3D模型经第一预处理后得到所述3D模型的第一向量特征；获取术中病变部位的平面图像；根据所述术中病变部位的平面图像经第二预处理后得到术中病变部位的所述平面图像的第二向量特征；将所述第一向量特征与所述第二向量特征进行特征匹配比对，确定并调节所述术中病变部位的平面图像在3D模型中的三维视角方位。2.根据权利要求1所述的血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，所述第一预处理包括：将所述3D模型与显示设备融合，调整3D模型使其围绕XYZ三个空间轴旋转，再从固定方位渲染成像，得到第一投影渲染图像；基于所述第一投影渲染图像进行特征提取得到所述第一向量特征；可选的，所述第一投影渲染图像为平面图像；可选的，所述术前病变部位的CT图像为DICOM影像。3.根据权利要求2所述的血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，所述第二预处理包括：根据所述术中病变部位的平面图像进行特征提取得到所述第二向量特征；可选的，所述术中病变部位的平面图像包括术中注入对比剂的血管部位和目标设备。4.根据权利要求3所述的血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，所述特征匹配比对包括：将所述第二向量特征和所述第一投影渲染图像中最相似的第一向量特征进行匹配，根据匹配结果调整所述术中病变部位的平面图像在所述3D模型中的视角方位；可选的，所述特征匹配比对采用LSH算法。5.根据权利要求4所述的血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，所述视角方位的调整包括：调整所述3D模型的旋转角度，提取调整后所述3D模型旋转角度的特征，使其与所述术中病变部位的平面图像的角度和位置的特征相匹配，得到术中病变部位在3D模型中的图像；可选的，所述术中病变部位在3D模型中的图像为术中注入对比剂的血管部位在3D模型的图像；可选的，所述术中注入对比剂的血管部位在3D模型的图像通过显示设备呈现。6.根据权利要求1
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5任一项所述的血管内治疗的术中导航方法，其特征在于，所述术中导航方法还包括：基于所述术中病变部位的平面图像识别所述术中病变部位含有目标设备的目标设备图像，提取所述目标设备图像的特征；将所述目标设备图...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽萍，刘欣，唐雨，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京天坛医院，
类型：发明
国别省市：