针对肺部气管的配准方法、系统及电子设备技术方案

本申请实施例提供一种针对肺部气管的配准方法、系统及电子设备。其中，方法包括：根据获取到的定位传感器在肺部气管内的第一移动路径点集，确定定位传感器在气管树三维模型中的移动路径，气管树三维模型是基于肺部气管的医学影像图像重建得到的；根据获取到的气管树三维模型的中心线信息，确定气管树三维模型的气道路径；提取移动路径的第一关键点集，该第一关键点集包括移动路径的移动路径分叉点和移动路径终点；在气道路径中确定与第一关键点集对应的第二关键点集；根据第一关键点集及第二关键点集，对气管树三维模型与肺部气管进行配准。本方案能有效的提升气管树三维模型与实际肺部气管间的配准精度。际肺部气管间的配准精度。际肺部气管间的配准精度。

【技术实现步骤摘要】
针对肺部气管的配准方法、系统及电子设备


[0001]本申请涉及医疗器械
，尤其涉及一种针对肺部气管的配准方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]随着计算机技术及医学影像技术的发展，手术导航技术以其精准、灵活、微创等优点，在疾病诊疗中的应用日趋广泛。比如，常用以检查患者肺部周围性疾的电磁导航支气管镜技术(Electromagnetic Navigation Bronchoscope，ENB)。在利用如ENB对患者肺部进行术中诊疗过程中，一个必不可少的步骤为配准，该配准的目的是将术中患者肺部气管的实际物理空间与术前针对患者肺部重建出的气管树三维模型进行匹配，为后续在进入实时手术导航时，实现手术器械等在气管树三维模型中相对位置的精准定位，以为手术进行提供前提保障。
[0003]上述气管树三维模型是利用术前针对患者肺部采集到的医学影像进行三维重建得到的。目前，由于在术中过程中，因受患者的呼吸、姿势等各种因素影响，常会造成患者肺部气管的形状产生形变，进而会使与术前针对患者肺部采集到的医学影像中的肺部气管形状不完全一致，从而导致术中的气管树三维模型与患者的实际气管无法完全匹配，特别是在肺部气管的末端支气管处偏差较大，这易引起导航精度下降。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本申请提供一种解决上述问题或至少部分地解决上述问题的针对肺部气管的配准方法、系统及电子设备。
[0005]于是，在本申请的一个实施例中，提供了一种针对肺部气管的配准方法。该方法包括：
[0006]获取定位传感器在肺部气管内的第一移动路径点集；
[0007]根据所述第一移动路径点集，确定所述定位传感器在气管树三维模型中的移动路径；其中，所述气管树三维模型为基于所述肺部气管的医学影像图像重建得到的；
[0008]获取所述气管树三维模型的中心线信息；
[0009]根据所述中心线信息，确定所述气管树三维模型的气道路径；
[0010]提取所述移动路径的第一关键点集，所述第一关键点集中包括所述移动路径的移动路径分叉点和移动路径终点；
[0011]在所述气道路径中确定与所述第一关键点集对应的第二关键点集；
[0012]根据所述第一关键点集及所述第二关键点集，对所述气管树三维模型与所述肺部气管进行配准。
[0013]在本申请的另一实施例中，还提供了一种针对肺部气管的配准系统。该系统包括：
[0014]磁场发生器，用于产生定位磁场；肺部气管处于所述定位磁场中；
[0015]定位传感器，其在所述肺部气管内移动时能通过感应所述定位磁场产生定位信
号，并将所述定位信号发送至处理设备，以由所述处理设备根据所述定位信号确定所述定位传感器在所述肺部气管中的移动路径点；
[0016]处理设备，用于执行上述一实施例提供的针对肺部气管的配准方法中的步骤。
[0017]在本申请的一个实施例中，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，其中，所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述计算机程序，以用于实现本申请上述一实施例提供的针对肺部气管的配准方法中的步骤。
[0018]本申请各实施例提供的技术方案，在基于肺部气管的医学影像图像重建得到相应的气管树三维模型的基础上，是根据获取到的气管树三维模型的中心线信息，确定出气管树三维模型的气道路径；并根据获取到的定位传感器在肺部气管内的第一移动路径点集，确定出定位传感器在气管树三维模型中的移动路径；然后，再提取移动路径的第一关键点集(包括移动路径的移动路径分叉点和移动路径终点)，并在气道路径中确定与第一关键点集对应的第二关键点集，进而根据第一关键点集及所述第二关键点集来对气管树三维模型与肺部气管进行配准。上述移动路径分叉点一般是定位传感器在肺部气管内移动过程中移动到相应两不同气管相交处所产生的路径点，换句话也可以说，移动路径分叉点所表征的定位传感器在肺部气管中的定位位置一般是在相应实际气管的一端如末端处，为此本方案利用移动路径分叉点、以及气管树三维模型的气道路径上与移动路径分叉点对应的点，来实现气管树三维模型与实际肺部气管间的配准，能有效提升气管末端的配准精准。本方案在实现配准时还结合了移动路径终点以及气道路径上与移动路径终点对应的点，上述移动路径终点为移动路径中相应条路径末端处的点，其所表征的定位传感器在肺部气管中的定位位置可能是在相应气管内或末端，若为相应气管末端，则这能更进一步地提升气管末端的配准精准；若为相应气管内(如气管的中间)，则有利于在一定程度上从整体上来提升气管树三维模型与实际肺部气管间的配准精度。此外，上述移动路径分叉点、移动路径终点的数量往往是有限且少量的，为此本方案在保证配准精度的同时，还能有效减少配准数据计算量。综上，采用本申请实施例提供的技术方案，可有效的提升气管树三维模型与实际肺部气管间的配准精度，特别是气管末端的配准精度，这能为后续精准引导手术进行提供保障。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要利用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1a至图1c为申请实施例用于肺部诊疗的医疗系统的结构示意图；
[0021]图2为本申请一实施例提供的针对肺部气管的配准方法的流程示意图；
[0022]图3为本申请一实施例提供的带有中心线信息、中心线分叉点等的气管树三维模型、以及气管树三维模型的层级划分的正视平面图；
[0023]图4a为本申请实施例提供的带有第二移动路径点集的气管树三维模型的正视平面图；
[0024]图4b为本申请实施例提供的带有移动路径的气管树三维模型的正视平面图；
[0025]图5为本申请一实施例提供的针对肺部气管的配准系统的结构示意图；
[0026]图6为本申请一实施例提供的针对肺部气管的配准装置的结构示意图；
[0027]图7为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图；
[0028]图8为本申请一实施例提供的一种计算机程序产品的结构示意图；
[0029]图9为本申请以实施例提供的手术配准界面示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]在本申请的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对肺部气管的配准方法，其特征在于，包括：获取定位传感器在肺部气管内的第一移动路径点集；根据所述第一移动路径点集，确定所述定位传感器在气管树三维模型中的移动路径，其中，所述气管树三维模型是基于所述肺部气管的医学影像图像重建得到的；获取所述气管树三维模型的中心线信息；根据所述中心线信息，确定所述气管树三维模型的气道路径；提取所述移动路径的第一关键点集，所述第一关键点集中包括所述移动路径的移动路径分叉点和移动路径终点；在所述气道路径中确定与所述第一关键点集对应的第二关键点集；根据所述第一关键点集及所述第二关键点集，对所述气管树三维模型与所述肺部气管进行配准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气管树三维模型包括多级气管模型；所述第二关键点集包括气道路径分叉点；在所述气道路径中确定与所述第一关键点集对应的第二关键点集，包括：确定所述移动路径分叉点在所述气管树三维模型中所在的第一目标级气管模型；在所述气道路径上，查找在所述第一目标级气管模型内、且与所述移动路径分叉点距离最短的气道路径分叉点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二关键点集包括气道路径终点；在所述气道路径中确定与所述第一关键点集对应的第二关键点集，包括：沿所述移动路径，确定距离所述移动路径终点最近的目标移动路径分叉点；计算所述目标移动路径分叉点与所述移动路径终点的第一距离；根据所述目标移动路径分叉点及所述移动路径终点，确定查找方向；在所述气道路径上确定与所述目标移动路径分叉点对应的目标气道路径分叉点；按照所述查找方向，在所述气道路径上查找与所述移动路径终点对应的气道路径终点，其中，所述气道路径终点与所述目标气道路径分叉点的距离等于所述第一距离。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气管树三维模型包括多级气管模型；根据所述第一移动路径点集，确定所述定位传感器在气管树三维模型中的移动路径，包括：根据所述第一移动路径点集，确定所述定位传感器分别在各级气管模型中的第二移动路径点集；确定所述气管树三维模型中与所述肺部气管的主隆突对应的点，作为基准点；从所述基准点出发，基于所述定位传感器分别在各级气管模型中的第二移动路径点集，分别针对各级气管模型执行路径搜索，得到定位传感器在各级气管模型中的最短移动路径；对所述定位传感器在各级气管模型中的最短移动路径进行合并，得到所述移动路径。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从所述基准点出发，基于所述定位传感器分别在各级气管模型中的第二移动路径点集，分别针对各级气管模型执行路径搜索，得到所述定位传感器在各级气管模型中的最短移动路径，包括：从所述基准点出发，确定当前应执行路径搜索的第二目标级气管模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘文波，吴晓军，
申请(专利权)人：常州朗合医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：