脊柱截骨路径规划装置、方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脊柱截骨路径规划装置、方法和系统，属于医疗器械技术领域。该脊柱截骨规划装置能够为脊柱截骨手术进行截骨路径规划，具体包括：识别模块、获取模块和确定模块。其中，识别模块用于基于目标对象的脊柱扫描图像识别至少两节椎体的特征点。获取模块用于根据所述目标对象的病理图像获取病灶的尺寸。确定模块用于基于所述特征点和所述病灶的尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。

【技术实现步骤摘要】
脊柱截骨路径规划装置、方法和系统


[0001]涉及医疗器械
，特别涉及一种脊柱截骨路径规划装置、方法和系统。

技术介绍

[0002]脊柱截骨手术是应对脊柱部分病变的治疗方法，通过切除脊柱椎体的部分骨骼组织改变脊柱形态，达到治疗效果。例如后纵韧带骨化症，需要对钙化韧带处椎体进行截骨手术。
[0003]随着医疗器械技术的发展和革新，手术机器人实现了临床应用。通过根据病患病理特征和生理特征实现手术路径规划，并按照规划路径实施手术。采用手术机器人提高了手术操作动作的稳定性和准确性。
[0004]但是，相关技术中鲜少涉及在脊柱截骨手术领域利用智能系统实现手术规划。因此，有必要在脊柱截骨手术领域开展手术规划系统的研发。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法针对脊柱截骨手术实现手术路径规划的缺陷，提供一种脊柱截骨路径规划装置、方法和系统。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种脊柱截骨规划装置，所述装置包括：
[0008]识别模块，用于基于目标对象的脊柱扫描图像识别至少两节椎体的特征点；
[0009]获取模块，用于根据所述目标对象的病理图像获取病灶的尺寸；
[0010]确定模块，用于基于所述特征点和所述病灶的尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。
[0011]在一个实施例中，所述截骨区域包括两两垂直分布的矢状面、横断面和前缘面；所述确定模块包括：<br/>[0012]构建单元，用于根据所述至少两节椎体的特征点构建所述目标对象的纵轴面；
[0013]第一确定单元，用于基于所述纵轴面和所述待截骨椎体的生理特征，确定所述矢状面；和/或
[0014]第二确定单元，用于基于所述纵轴面和所述特征点确定所述横断面；和/或
[0015]第三确定单元，用于基于所述纵轴面和所述病灶的尺寸确定所述前缘面。
[0016]在一个实施例中，所述第一确定单元包括：
[0017]第一获取子单元，用于根据椎弓根厚度在所述待截骨椎体的断层扫描图像中获取目标图像；
[0018]第一确定子单元，用于在所述目标图像中基于锥孔和截骨限制区域的位置关系确定所述矢状面，所述矢状面与所述纵轴面平行。
[0019]在一个实施例中，所述特征点包括沿所述椎体上下分布的第一特征点和第二特征点，所述第二确定单元包括：
[0020]第二确定子单元，用于根据所述第一特征点和所述第二特征点在所述纵轴面的投影确定第一法向；
[0021]第三确定子单元，用于确定与所述第一法向垂直并通过所述第一特征点的第一横断面，以及与所述第一法向垂直并通过所述第二特征点的第二横断面。
[0022]在一个实施例中，所述特征点还包括沿轴向位于所述第一特征点和所述第二特征点之间的第三特征点，所述第三确定单元包括：
[0023]第四确定子单元，用于根据所述纵轴面和所述第一法向确定第二法向；
[0024]第五确定子单元，用于根据所述第三特征点和所述病灶的厚度确定所述前缘面，所述前缘面与所述第二法向垂直。
[0025]在一个实施例中，所述识别模块具体用于通过预先训练的第一识别模型，基于所述目标对象的脊柱扫描图像识别所述特征点。
[0026]在一个实施例中，所述获取模块具体用于通过预先训练的第二识别模型，基于所述病理图像获取所述病灶的尺寸。
[0027]第二方面，提供了一种脊柱截骨规划方法，所述方法包括：
[0028]基于目标对象的脊柱扫描图像识别至少两节椎体的特征点；
[0029]根据所述目标对象的病理图像获取病灶的尺寸；
[0030]基于所述特征点和所述病灶的尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。
[0031]第三方面，提供了一种脊柱截骨规划系统，所述系统包括上述第一方面所提供的截骨规划装置。
[0032]第四方面，提供各类一种脊柱截骨操作系统，所述操作系统包括：
[0033]处理器，包括上述第三方面提供的脊柱截骨规划系统，
[0034]执行组件，用于受所述处理器控制根据所述脊柱截骨规划系统确定的截骨区域进行截骨操作。
[0035]本专利技术的积极进步效果在于：
[0036]本专利技术实施例提供的脊柱截骨规划装置基于目标对象的脊柱图像和病灶尺寸，定量地规划截骨路径。以此方式，确保了脊柱截骨手术的可控性，减少人为因素误差，并为脊柱截骨领域的手术机器人方案奠定技术基础。
附图说明
[0037]图1是根据一示例性实施例示出的脊柱截骨规划装置的框图；
[0038]图2是根据一示例性实施例示出一节椎体上特征点分布图；
[0039]图3是根据一示例性实施例示出的一段脊柱上不同椎体的特征点分布图；
[0040]图4是根据一示例性实施例示出的确定模块的框图；
[0041]图5是根据一示例性实施例示出的椎体的横断面示意图；
[0042]图6是根据一示例性实施例示出的第一确定单元的框图；
[0043]图7是根据一示例性实施例示出的第二确定单元的框图；
[0044]图8是根据一示例性实施例示出的第三确定单元的框图；
[0045]图9是根据一示例性实施例示出的病灶区域图像；
[0046]图10是根据一示例性实施例实处的脊柱截骨规划方法的流程图。
具体实施方式
[0047]下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0048]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本专利技术相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0049]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。除非另作定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0050]在本专利技术说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0051]此外，在本专利技术实施例所提供的示例中，“前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脊柱截骨规划装置，其特征在于，所述装置包括：识别模块，用于基于目标对象的脊柱扫描图像识别至少两节椎体的特征点；获取模块，用于根据所述目标对象的病理图像获取病灶的尺寸；确定模块，用于基于所述特征点和所述病灶的尺寸在待截骨椎体上确定截骨区域。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述截骨区域包括两两垂直分布的矢状面、横断面和前缘面；所述确定模块包括：构建单元，用于根据所述至少两节椎体的特征点构建所述目标对象的纵轴面；第一确定单元，用于基于所述纵轴面和所述待截骨椎体的生理特征，确定所述矢状面；和/或第二确定单元，用于基于所述纵轴面和所述特征点确定所述横断面；和/或第三确定单元，用于基于所述纵轴面和所述病灶的尺寸确定所述前缘面。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：第一获取子单元，用于根据椎弓根厚度在所述待截骨椎体的断层扫描图像中获取目标图像；第一确定子单元，用于在所述目标图像中基于锥孔和截骨限制区域的位置关系确定所述矢状面，所述矢状面与所述纵轴面平行。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述特征点包括沿所述椎体上下分布的第一特征点和第二特征点，所述第二确定单元包括：第二确定子单元，用于根据所述第一特征点和所述第二特征点在所述纵轴面的投影确定第一法向；第三确定子单元，用于确定与所述第一法向垂直并通过所述第一特征点...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕燕，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：