一种膀胱软镜三维导航方法、系统、介质及设备技术方案

本申请提供一种膀胱软镜三维导航方法、系统、介质及设备。导航方法包括：建立存储有虚拟膀胱模型的膀胱模型库：导入膀胱CT图像获取尺寸数据，从膀胱模型库中筛选出与尺寸数据最接近虚拟膀胱模型；将膀胱软镜向患者膀胱内插入，检测到膀胱软镜远端达到膀胱出口时，将膀胱出口设置为三维空间坐标零点；在虚拟膀胱模型膀胱出口处建立一替代膀胱软镜远端的标志物，建立起标志物在虚拟膀胱模型中位置与膀胱软镜在患者膀胱中位置的映射关系；实时获取膀胱软镜的远端的位置数据，在虚拟膀胱模型中实时更新标志物位置。本申请通过标志物与虚拟膀胱模型的相对位置来映射膀胱软镜远端相对于患者膀胱的位置关系，实现膀胱软镜的空间定位与导航功能。与导航功能。与导航功能。

【技术实现步骤摘要】
一种膀胱软镜三维导航方法、系统、介质及设备


[0001]本申请涉及膀胱软镜
，具体而言，涉及一种膀胱软镜三维导航方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]膀胱软镜作为微创手术之一，其病灶位于人体脏器内部，医生需要将膀胱软镜经尿道插入至膀胱内部进行手术，手术过程中医生能通过膀胱软镜镜远端的图像传感器采集到的图像观察膀胱内部局部组织区域的组织特征，手术视野有限。
[0003]正由于医生只能获知局部的组织图像，对于膀胱软镜的远端与膀胱的相对坐标以及膀胱软镜的远端的弯曲状态，医生只能通过图像传感器采集的图像来判断膀胱软镜的远端在膀胱中的大体位置，而无法确切知道具体的位置，因此不可避免的造成膀胱软镜的远端在膀胱内盲目的移动，导致检查效率相对不高。
[0004]同时，如果患者膀胱内有多个病灶位置，理想情况下，医生能够通过图像传感器的图像全面观察得知所有病灶的位置，但是由于患者膀胱内的情况是较复杂的，医生在操作膀胱软镜时，缺乏有效的方向引导，极有可能对同一组织区域重复观察，也有可能因某些组织区域较为相似，导致医生遗漏某些区域，这不仅影响效率，还可能因图像不全面而造成对病症的误判。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种膀胱软镜三维导航方法、系统、介质及设备，其能够通过标志物与虚拟膀胱模型的相对位置关系来映射膀胱软镜的远端相对于患者膀胱的位置关系，从而形成对膀胱软镜的远端的引导作用，实现膀胱软镜远端的空间定位与导航功能，从而扩展手术视野，提高手术效率。
[0006]第一方面，提供了一种膀胱软镜三维导航方法，包括以下步骤：
[0007]S1、建立膀胱模型库：膀胱模型库中存储有不同尺寸数据的虚拟膀胱模型；
[0008]S2、导入膀胱CT图像以获取患者膀胱的尺寸数据，并从膀胱模型库中筛选出与患者膀胱的尺寸数据最接近的虚拟膀胱模型；
[0009]S3、将膀胱软镜向患者膀胱内插入，在检测到膀胱软镜的远端达到膀胱出口时，将膀胱出口设置为三维空间坐标的零点；
[0010]S4、在虚拟膀胱模型的膀胱出口处建立一替代膀胱软镜远端的标志物，建立起标志物在虚拟膀胱模型中位置与膀胱软镜在患者膀胱中位置的映射关系；标志物在虚拟膀胱模型中的位置跟随膀胱软镜的远端在患者膀胱内的位置变化而变化；
[0011]S5、实时获取膀胱软镜的远端在患者膀胱中的位置数据；
[0012]S6、依据步骤S5中得到的实时的位置数据，在虚拟膀胱模型中实时更新标志物的位置。
[0013]在一种可实施的方案中，步骤S4至步骤S6中的位置数据包括膀胱软镜的远端的空
间坐标数据和膀胱软镜的远端的弯曲角度。
[0014]在一种可实施的方案中，从膀胱模型库中筛选出与患者膀胱的尺寸数据最接近的虚拟膀胱模型之后，还包括以下步骤：
[0015]判断筛选出的虚拟膀胱模型与患者的膀胱CT图像的尺寸差值；
[0016]若尺寸差值不在预设范围内，则对筛选出的虚拟膀胱模型的尺寸进行调整；
[0017]若尺寸差值在预设范围内，则直接使用筛选出的虚拟膀胱模型。
[0018]在一种可实施的方案中，在步骤S3中，检测膀胱软镜的远端达到膀胱出口包括以下步骤：
[0019]建立一膀胱出口图像集；
[0020]实时采集膀胱软镜的远端的图像；
[0021]将采集的图像与膀胱出口图像集中的图像进行比对匹配；
[0022]若采集的图像与膀胱出口图像集中的图像的差别在预定阈值范围内，则表示匹配成功，即膀胱软镜的远端达到膀胱出口；
[0023]若采集的图像与膀胱出口图像集中的图像的差别不在预定阈值范围内，则表示膀胱软镜的远端还未达到膀胱出口。
[0024]在一种可实施的方案中，在膀胱软镜进入患者膀胱内后，还包括以下步骤：
[0025]S7、生成标志物的轨迹信息；步骤S7包括以下步骤：
[0026]S71、每间隔预定采样时间获取一次标志物的空间坐标数据，并绘制一个位置点；
[0027]S72、将所有位置点顺次连接形成标志物的轨迹信息。
[0028]在一种可实施的方案中，在膀胱软镜进入患者膀胱内后，还包括以下步骤：
[0029]S8、生成膀胱软镜的关注热力图；步骤S8包含以下步骤：
[0030]S81、将虚拟膀胱模型的内部分成预定数量的组织区域；
[0031]S82、实时记录膀胱软镜的空间坐标数据和膀胱软镜的远端的弯曲角度；
[0032]S83、由空间坐标数据和膀胱软镜的远端的弯曲角度判断出膀胱软镜的远端所朝向的组织区域；
[0033]S84、记录膀胱软镜的远端朝向对应的组织区域的时间，根据时间长短的不同给组织区域添加上预定的颜色。
[0034]在一种可实施的方案中，在步骤S4中，建立起标志物在虚拟膀胱模型的位置与膀胱软镜在患者膀胱的位置的映射关系包括以下步骤：
[0035]获取膀胱软镜远端的空间坐标数据，并计算出膀胱软镜远端与患者膀胱的相对坐标关系，根据前述相对坐标关系调整标志物在虚拟膀胱模型中的空间坐标，计算出标志物与膀胱软镜的空间坐标映射关系；
[0036]获取膀胱软镜远端的弯折角度，根据前述弯曲角度调整标志物在虚拟膀胱模型中的朝向，计算出标志物与膀胱软镜的弯曲角度映射关系。
[0037]第二方面，提供了一种膀胱软镜三维导航系统，包括图像传感器、空间定位模块和控制模块。其中，图像传感器，其置于膀胱软镜的远端。空间定位模块安装在膀胱软镜的远端或安装在图像传感器上，用于采集图像传感器的位置数据，位置数据包括膀胱软镜的远端的空间坐标数据和膀胱软镜的远端的弯曲角度。控制模块与图像传感器和空间定位模块信号连接，包括；控制模块包括处理模块、筛选模块、检测模块、关联模块、采集模块和显示
模块。处理模块，用于建立膀胱模型库，并且将虚拟膀胱模型存入膀胱模型库中；筛选模块，用于通过导入的膀胱CT图像以获取患者膀胱的尺寸数据，并从膀胱模型库中筛选出与患者膀胱的尺寸数据最接近的虚拟膀胱模型；检测模块，用于获取膀胱软镜远端的图像传感器的图像数据，并判断出图像传感器是否到达膀胱出口的位置，并发出标志信号；关联模块，用于接收标志信号，若接收到标志信号，则在虚拟膀胱模型的膀胱出口处建立一替代膀胱软镜远端的标志物，建立起标志物在虚拟膀胱模型中位置与膀胱软镜在患者膀胱中位置的映射关系；标志物在虚拟膀胱模型中的位置跟随膀胱软镜的远端在患者膀胱内的位置变化而变化；采集模块，用于获取空间定位模块所采集的位置数据，并发出位置数据；显示模块，用于接收位置数据，并在虚拟膀胱模型中更新标志物的位置。
[0038]在一种可实施的方案中，控制模块还包括轨迹模块，用于生成标志物的轨迹信息；
[0039]轨迹模块每间隔预定采样时间获取一次标志物的空间坐标数据，并绘制一个位置点，并将所有位置点顺次连接形成标志物的轨迹信息。
[0040]在一种可实施的方案中，控制模块还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立膀胱模型库：所述膀胱模型库中存储有不同尺寸数据的虚拟膀胱模型；S2、导入膀胱CT图像以获取患者膀胱的尺寸数据，并从所述膀胱模型库中筛选出与所述患者膀胱的尺寸数据最接近的虚拟膀胱模型；S3、将所述膀胱软镜向所述患者膀胱内插入，在检测到所述膀胱软镜的远端达到膀胱出口时，将膀胱出口设置为三维空间坐标的零点；S4、在所述虚拟膀胱模型的膀胱出口处建立一替代所述膀胱软镜远端的标志物，建立起所述标志物在虚拟膀胱模型中位置与所述膀胱软镜在患者膀胱中位置的映射关系；所述标志物在所述虚拟膀胱模型中的位置跟随所述膀胱软镜的远端在患者膀胱内的位置变化而变化；S5、实时获取所述膀胱软镜的远端在所述患者膀胱中的位置数据；S6、依据步骤S5中得到的实时的所述位置数据，并通过所述位置映射关系在虚拟膀胱模型中实时更新所述标志物的位置。2.根据权利要求1所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，所述步骤S4至步骤S6中的所述位置数据包括所述膀胱软镜的远端的空间坐标数据和所述膀胱软镜的远端的弯曲角度。3.根据权利要求1所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，在步骤S2中，从所述膀胱模型库中筛选出与所述患者膀胱的尺寸数据最接近的所述虚拟膀胱模型之后，还包括以下步骤：判断筛选出的所述虚拟膀胱模型与患者的膀胱CT图像的尺寸差值；若尺寸差值不在预设范围内，则对筛选出的所述虚拟膀胱模型的尺寸进行调整；若尺寸差值在预设范围内，则直接使用筛选出的所述虚拟膀胱模型。4.根据权利要求1所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，在步骤S3中，检测所述膀胱软镜的远端达到膀胱出口包括以下步骤：建立一膀胱出口图像集；实时采集所述膀胱软镜的远端的图像；将采集的所述图像与所述膀胱出口图像集中的图像进行比对匹配；若采集的所述图像与所述膀胱出口图像集中的图像的差别在预定阈值范围内，则表示匹配成功，即所述膀胱软镜的远端达到所述膀胱出口；若采集的所述图像与所述膀胱出口图像集中的图像的差别不在预定阈值范围内，则表示所述膀胱软镜的远端还未达到膀胱出口。5.根据权利要求2所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，在膀胱软镜进入患者膀胱内后，还包括以下步骤：S7、生成所述标志物的轨迹信息；步骤S7包括以下步骤：S71、每间隔预定采样时间获取一次所述标志物的空间坐标数据，并绘制一个位置点；S72、将所有所述位置点顺次连接形成所述标志物的轨迹信息。6.根据权利要求2所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，在膀胱软镜进入患者膀胱内后，还包括以下步骤：S8、生成所述膀胱软镜的关注热力图；步骤S8包含以下步骤：
S81、将所述虚拟膀胱模型的内部分成预定数量的组织区域；S82、实时记录所述膀胱软镜的空间坐标数据和所述膀胱软镜的远端的弯曲角度；S83、由所述空间坐标数据和所述膀胱软镜的远端的所述弯曲角度判断出所述膀胱软镜的远端所朝向的组织区域；S84、记录所述膀胱软镜的远端朝向对应的所述组织区域的时间，根据时间长短的不同给所述组织区域添加上预定的颜色。7.根据权利要求2所述的膀胱软镜三维导航方法，其特征在于，在步骤S4中，建立起所述标志物在虚拟膀胱模型中位置与所述膀胱软镜在患者膀胱中位置的映射关系包括以下步骤：获取膀胱软镜远端的空间坐标数据，并计算出膀胱软镜远端与患者膀胱的相对坐标关系，根据前述相对坐标关系调整所述标志物在所述虚拟膀胱模型中的空间坐标，计算出所述标志物与所述膀胱软镜的空间坐标映射关系；获取膀胱软镜远端的弯曲角度，根据前述弯曲角度调整所述标志物在所述虚拟膀胱模型中的朝向，计算出所述标志物与所述膀胱软...

【专利技术属性】
技术研发人员：田树印，孙佳润，田迪，
申请(专利权)人：辽宁隆科医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：