呼吸运动补偿数据处理方法、医学图像生成方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种呼吸运动补偿数据计算方法、医学图像生成方法、装置、医学图像生成系统、手术系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：通过气体流量采集设备采集输入至对象中的当前气体量；获取所采集的对象的第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量；根据第一方向上的当前目标位移量计算得到第一目标部位在第一方向的初始体积变化量；基于当前气体量和初始体积变化量计算得到第一目标部位的在第二方向的目标体积变化量；根据目标体积变化量得到呼吸运动在第二方向的当前目标位移量；根据第一方向的当前目标位移量和第二方向的当前目标位移量得到呼吸运动的补偿数据。采用本方法能够提高呼吸运动补偿准确性。偿准确性。偿准确性。

【技术实现步骤摘要】
呼吸运动补偿数据处理方法、医学图像生成方法及装置


[0001]本申请涉及智能医疗
，特别是涉及一种呼吸运动补偿数据处理方法、医学图像生成方法、装置、医学图像生成系统、手术系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]随着计算机技术及医学影像技术的发展，手术导航系统获得了越来越广泛的应用。手术导航系统根据患者术前静态医学影像生成三维模型，并将该三维模型与术中通过传感器在患者体内采集位置信息进行配准，以建立术中患者坐标系到术前三维模型坐标系的映射关系。这样手术过程中，再由传感器获取实时位置，将实时位置反映到三维模型中，从而实现术中导航。但对于受呼吸影响的待导航的器官，如支气管，术中由传感器获取的数据为受呼吸影响的动态数据，因此降低呼吸运动对于导航精度的影响在上述类型导航手术中至关重要。
[0003]传统技术中，通常采用在患者胸部粘贴数个电磁贴片的位移来模拟胸腔内器官的位移，通过该位移来补偿术中由传感器获取的数据。
[0004]然而，该位移仅能后获取胸腔在人体前后的方向发生变化，使得最后的补偿结果并不准确。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高呼吸运动补偿准确性的呼吸运动补偿数据处理方法、医学图像生成方法、装置、医学图像生成系统、手术系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供一种呼吸运动补偿数据处理方法，所述方法包括：
[0007]通过气体流量采集设备采集输入至对象中的当前气体量；
[0008]获取所采集的所述对象的第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量；
[0009]根据所述当前气体量和在第一方向上的所述当前目标位移量计算得到呼吸运动的补偿数据。
[0010]第二方面，本申请还提供一种医学图像生成方法，所述医学图像生成方法包括：
[0011]获取第三目标部位的实时位置以及术前医学图像；
[0012]获取基于上述的呼吸运动补偿数据处理方法所计算得到的补偿数据；
[0013]根据所述补偿数据和所述实时位置计算得到待处理位置；
[0014]将所述待处理位置映射至所述术前医学图像中。
[0015]第三方面，本申请还提供一种呼吸运动补偿数据处理装置，所述呼吸运动补偿数据处理装置包括：
[0016]气体量采集模块，用于通过气体流量采集设备采集输入至对象中的当前气体量；
[0017]第一目标位移量采集模块，用于获取所采集的所述对象的第一目标部位在第一方
向上的当前目标位移量；
[0018]补偿数据获取模块，用于根据所述当前气体量和在第一方向上的所述当前目标位移量计算得到呼吸运动的补偿数据。
[0019]第四方面，本申请还提供一种医学图像生成装置，所述医学图像生成装置包括：
[0020]数据采集模块，用于获取第三目标部位的实时位置以及术前医学图像；
[0021]第二补偿数据计算模块，用于获取计算得到的补偿数据，所述补偿数据是根据当前气体量和在第一方向上的当前目标位移量计算得到的；根据第一方向的当前目标位移量和第二方向的当前目标位移量计算得到的；所述第一方向的当前目标位移量是通过采集所述对象的第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量得到的；所述当前气体量所述第二方向的当前目标位移量是通过气体流量采集设备采集的输入至对象中的当前气体量；
[0022]待处理位置计算模块，用于根据所述补偿数据和所述实时位置计算得到待处理位置；
[0023]映射模块，用于将所述待处理位置映射至所述术前医学图像中。
[0024]第五方面，本申请还提供一种医学图像生成系统，所述医学图像生成系统包括：
[0025]气体流量采集设备，用于采集输入至对象中的当前气体量；
[0026]位移量采集设备，用于采集所述对象的第一目标部位在第一方向上的目标位移量；
[0027]处理器，分别与所述气体流量采集设备和所述位移量采集设备相通信，所述处理器用于执行上述任意一个实施例中所述的方法。
[0028]第六方面，本申请还提供一种手术系统，所述手术系统包括上述的医学图像生成系统。
[0029]第七方面，本申请还提供一种计算机设备，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任意一个实施例所述的方法的步骤。
[0030]第八方面，本申请还提供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任意一个实施例所述的方法的步骤。
[0031]第九方面，本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例所述的方法的步骤。
[0032]上述呼吸运动补偿数据计算方法、医学图像生成方法、装置、医学图像生成系统、手术系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，先获取到输入至对象中的当前气体量，并通过采集得到的第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量来计算得到第一目标部位在第一方向的初始体积变化量，这样根据当前气体量和初始体积变化量可以确定第一目标部位的在第二方向的目标体积变化量，进而根据目标体积变化量确定在第二方向的当前目标位移量，从而根据第一方向的当前目标位移量和第二方向的当前目标位移量得到呼吸运动的补偿数据，提高呼吸运动补偿准确性，且通过气体流量采集设备直接测量当前气体量，不需要与呼吸机建立通讯，成本更低。
附图说明
[0033]图1为一个实施例中手术系统的示意图；
[0034]图2为一个实施例中的医学图像生成系统的示意图；
[0035]图3为一个实施例中呼吸运动补偿数据计算方法的流程示意图；
[0036]图4为一个实施例中气体流量以及呼吸周期与时间的关系示意图；
[0037]图5为一个实施例中矢状面的胸腔运动的示意图；
[0038]图6为一个实施例中冠状面的胸腔运动的示意图；
[0039]图7为一个实施例中基于胸腔位置变化计算胸腔的增加的体积的示意图；
[0040]图8为一个实施例中呼吸运动在第二方向的当前目标位移量的计算步骤的流程示意图；
[0041]图9为一个实施例中主动呼吸和被动呼吸时膈肌的位移变化示意图；
[0042]图10为一个实施例中被动吸气末相位到主动吸气末相位的映射关系示意图；
[0043]图11为一个实施例中被动呼吸相位到被动吸气末相位的映射关系示意图；
[0044]图12为一个实施例中主动呼吸相位与被动呼吸相位的全周期映射关系的示意图；
[0045]图13为一个实施例中通过电磁定位方法获取第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量的示意图；
[0046]图14为一个实施例中通过雷达定位方法获取第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量的示意图；
[0047]图15为一个实施例中通过基于深度相机的位移计算方法获取第一目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：通过气体流量采集设备采集输入至对象中的当前气体量；获取所采集的所述对象的第一目标部位在第一方向上的当前目标位移量；根据所述当前气体量和在第一方向上的所述当前目标位移量计算得到呼吸运动的补偿数据。2.根据权利要求1所述的呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述根据所述当前气体量和在第一方向上的所述当前目标位移量计算得到呼吸运动的补偿数据，包括：根据所述第一方向上的当前目标位移量计算得到所述第一目标部位在第一方向的初始体积变化量；基于所述当前气体量和所述初始体积变化量计算得到所述第一目标部位的在第二方向的目标体积变化量；根据所述目标体积变化量得到呼吸运动在所述第二方向的当前目标位移量；根据所述第一方向的当前目标位移量和所述第二方向的当前目标位移量得到呼吸运动的补偿数据。3.根据权利要求2所述的呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述根据所述目标体积变化量得到呼吸运动在所述第二方向的当前目标位移量，包括：获取被动呼吸时第一目标呼吸相位下的所述第一目标部位在所述第二方向的第一体积变化量；根据所述目标体积变化量和所述第一体积变化量，确定当前呼吸相位至所述被动呼吸时所述第一目标呼吸相位下，所述对象的第二目标部位的第一位移量；获取所述被动呼吸的所述第一目标呼吸相位至主动呼吸的第二目标呼吸相位时，所述第二目标部位的第二位移量；根据所述第一位移量和所述第二位移量计算得到呼吸运动在第二方向的当前目标位移量。4.根据权利要求3所述的呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述根据所述目标体积变化量和所述第一体积变化量，确定当前呼吸相位至所述被动呼吸时所述第一目标呼吸相位下，所述第二目标部位的第一位移量，包括：根据所述目标体积变化量和所述第一体积变化量计算得到待处理体积变化量；根据所述待处理体积变化量和所述第二目标部位的表面积，确定当前呼吸相位至所述被动呼吸时第一目标呼吸相位下，所述第二目标部位的第一位移量。5.根据权利要求3所述的呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述获取所述被动呼吸的所述第一目标呼吸相位至主动呼吸的第二目标呼吸相位时，所述第二目标部位的第二位移量，包括：通过所述气体流量采集设备采集术前主动呼吸时在所述第二目标呼吸相位下的第一气体量，以及术中被动呼吸时在所述第一目标呼吸相位下的第二气体量；获取所采集的所述对象术前主动呼吸时在所述第二目标呼吸相位下的第一目标部位的第一目标位移量，以及所述对象被动呼吸时在所述第一目标呼吸相位下的第一目标部位的第二目标位移量；根据所述第一气体量和所述第一目标位移量计算得到，所述对象术前主动呼吸时在所
述第二目标呼吸相位下的第二体积变化量；根据所述第二气体量和所述第二目标位移量计算得到，所述对象被动呼吸时在所述第一目标呼吸相位下的第三体积变化量；根据所述第二体积变化量、所述第三体积变化量以及所述第二目标部位的表面积，计算得到所述被动呼吸的所述第一目标呼吸相位至主动呼吸的所述第二目标呼吸相位时，所述第二目标部位的第二位移量。6.根据权利要求3所述的呼吸运动补偿数据处理方法，其特征在于，所述第一目标呼吸相位与所述的第二目标呼吸相位相同；所述获取所述被动呼吸的所述第一目标呼吸相位至主动呼吸的第二目标呼吸相位时，所述第二目标部位的第二位移量，包括：通过所述气体流量采集设备采集术前主动呼吸时在所述第二目标呼吸相位下的第一气体量，以及术中被动呼吸时在所述第一目标呼吸相位下的第二气体量；根据所述第一气体量和所述第二气体量计算得到气体量差值；根据所述气体量差值和所述第二目标部位的表面积，计算得到所述被动呼吸的所述第一目标呼吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为民，刘丹，宋雪迎，姚英杰，吴井胜，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：