本发明专利技术提出了一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法和系统。所述无创导航方法包括提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型；在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，形成患者头部对应的脑部三维模型；利用所述患者脑沟、回、血管等固有结构的相对毗邻对应的三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路；在获取患者的手术入路后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。块。块。
【技术实现步骤摘要】
一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法和系统
[0001]本专利技术提出了一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法和系统，属于颅脑外科手术的导航
技术介绍
[0002]儿童不是缩小版的成人，尤其在颅脑外科中的更为明显。癫痫外科是神经外科中对医师技术和设备要求较高的学科之一。MRI阴性的癫痫患者，肉眼几乎难以分辨其与正常脑组织的区别，正确、精准定位致痫灶的空间位置与毗邻，给手术方案的制定和实施带来很大挑战。
[0003]传统颅脑外科手术：术者利用限患者影像资料，根据经验制定的手术方案，精确度较低，手术切口大，创伤较大，术后恢复慢。而颅脑导航，使线路更清晰。做到术前精准定位手术切口，术中精确定位解剖结构，避免术者在手术中迷失方向，最大度减小医源性创伤。手术导航系统目前应用较多的导航分别为电磁导航和光学导航。
[0004]其中，电磁导航的优点是无需头架固定，损伤小，适用于低龄儿童，但是，其缺点是导航精确度较低，易受干扰；激光导航系统的导航准确性较高，但是需要在患者头部设置头架，对患者的损伤较大，由于儿童的特殊性，在低龄儿童的颅骨发育不完全，骨质较薄，固定头架用的钉子，可能穿破颅骨，刺伤大脑，增加手术风险。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法和系统，以解剖结构，病变和正常组织的毗邻位置关系为基本原理，确定病变位置和手术入路，用以解决现有的儿童颅脑手术中使用的电磁导航系统的导航准确性较低，以及，激光导航系统需要设置头架导致患者损伤较大的问题，所采取的技术方案如下：
[0006]一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法，所述无创导航方法包括：
[0007]提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型；
[0008]基于解剖的毗邻关系确定目标切除区域与周围组织的相对毗邻解剖关系；
[0009]在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，形成患者头部对应的脑部三维模型；
[0010]利用所述患者头部对应的脑部三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路区域；
[0011]在获取患者的手术入路区域后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径。
[0012]进一步地，提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部
进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型，包括：
[0013]对患者头部进行影像资料采集，获得所述患者头部对应的影像资料；
[0014]利用所述患者头部对应的影像资料对患者头部进行剥除头皮和皮层处理，获取患者的大脑图像信息；
[0015]利用所述患者的大脑图像信息进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型。
[0016]进一步地，在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，包括：
[0017]通过所述患者头部对应的影像资料获取患者的病灶区域和脑部血管；
[0018]在所述大脑三维基础模型上对所述病灶区域对应的病变勾勒和脑部血管进行重建，形成带有患者病变勾勒和血管的完整的脑部三维模型。
[0019]进一步地，利用所述患者头部对应的脑部三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路区域，包括：
[0020]获取所述脑部三维模型的病变勾勒位置，并确定病变位置在大脑的相对位置，与周围结构的毗邻位置关系；
[0021]将所述病变勾勒位置通过投影方式投射至患者头皮上，并在头皮上形成手术入路区域。
[0022]进一步地，所述在获取患者的手术入路区域后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径，包括：
[0023]利用学习网络获取患者的手术入路区域在患者头皮上的位置；
[0024]获取患者病变勾勒的对应位置；
[0025]提取医生输入的路径方案信息，并根据所述路径方案信息在所述手术入路区域与患者病变勾勒之间形成与所述路径方案信息对应的路径信息；
[0026]将所述路径信息体现在所述脑部三维模型上。
[0027]一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航系统，所述无创导航系统包括：
[0028]提取模块，用于提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型；
[0029]关系建立模块，用于基于解剖的毗邻关系确定目标切除区域与周围结构的相对解剖关系；
[0030]模型建立模块，用于在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，形成患者头部对应的脑部三维模型；
[0031]区域确定模块，用于利用所述患者头部对应的脑部三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路区域；
[0032]路径获取模块，用于在获取患者的手术入路区域后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径。
[0033]进一步地，所述提取模块包括：
[0034]采集模块，用于对患者头部进行影像资料采集，获得所述患者头部对应的影像资料；
[0035]图像信息获取模块，用于利用所述患者头部对应的影像资料对患者头部进行剥除
头皮和皮层处理，获取患者的大脑图像信息；
[0036]基础模型构建模块，用于利用所述患者的大脑图像信息进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型。
[0037]进一步地，所述模型建立模块包括：
[0038]信息获取模块，用于通过所述患者头部对应的影像资料获取患者的病灶区域和脑部血管；
[0039]三维构建模块，用于在所述大脑三维基础模型上对所述病灶区域对应的病变勾勒和脑部血管进行重建，形成带有患者病变勾勒和血管的完整的脑部三维模型。
[0040]进一步地，所述区域确定模块包括：
[0041]第一位置获取模块，用于获取所述脑部三维模型的病变勾勒位置，并确定病变位置在大脑的相对位置，与周围结构的位置关系；
[0042]投影模块，用于将所述病变勾勒位置通过投影方式投射至患者头皮上，并在头皮上形成手术入路区域。
[0043]进一步地，所述路径获取模块包括：
[0044]第二位置获取模块，用于利用学习网络获取患者的手术入路区域在患者头皮上的位置；
[0045]第三位置获取模块，用于获取患者病变勾勒的对应位置；
[0046]方案信息提取模块，用于提取医生输入的路径方案信息，并根据所述路径方案信息在所述手术入路区域与患者病变勾勒之间形成与所述路径方案信息对应的路径信息；
[0047]路径体现模块，用于将所述路径信息体现在所述脑部三维模型上。
[0048]本专利技术有益效果：
[0049]本专利技术提出的一种基于解剖毗邻关系三维模型的无创颅脑影像导航方法和系统，安全无框架，无需头架固定，避免头钉固定所导致的头本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三维模型的无创颅脑影像导航方法，其特征在于，所述无创导航方法包括：提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型；基于解剖的毗邻关系确定目标切除区域与周围组织的相对毗邻解剖关系；在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，形成患者头部对应的脑部三维模型；利用所述患者头部对应的脑部三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路区域；在获取患者的手术入路区域后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径。2.根据权利要求1所述无创颅脑影像导航方法，其特征在于，提取患者头部的影像资料，利用所述患者头部的影像资料对患者头部进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型，包括：对患者头部进行影像资料采集，获得所述患者头部对应的影像资料；将所述患者头部对应的影像资料输入，获得所述患者头部对应的三维影像资料；利用所述患者头部对应的影像资料对患者头部进行剥除头皮和皮层处理，获取患者的大脑图像信息；利用所述患者的大脑图像信息进行三维模型建立，获取与所述患者头部对应的大脑三维基础模型。3.根据权利要求1所述无创颅脑影像导航方法，其特征在于，在所述大脑三维基础模型上进行病变勾勒和血管的重建，包括：通过所述患者头部对应的影像资料获取患者的病灶区域和脑部血管；在所述大脑三维基础模型上对所述病灶区域对应的病变勾勒和脑部血管进行重建，形成带有患者病变勾勒和血管的完整的脑部三维模型。4.根据权利要求1所述无创颅脑影像导航方法，其特征在于，利用所述患者头部对应的脑部三维模型，通过投影方式在头皮处获取手术入路区域，包括：获取所述脑部三维模型的病变勾勒位置，并确定病变位置在大脑的相对位置，与周围结构的位置毗邻关系；将所述病变勾勒位置通过投影方式投射至患者头皮上，并在头皮上形成手术入路区域。5.根据权利要求1所述无创颅脑影像导航方法，其特征在于，所述在获取患者的手术入路区域后，建立所述手术入路区域与患者病变勾勒之间的导航路径，包括：利用学习网络获取患者的手术入路区域在患者头皮上的位置；获取患者病变勾勒的对应位置；提取医生输入的路径方案信息，并根据所述路径方案信息在所述手术入路区域与患者病变勾勒之间形成与所述路径方案信息对应的路径信息；将所述路径信息体现在所述颅脑三维模型上。...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁树立，刘婷红，徐金山，孙轲，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京儿童医院，
类型：发明
国别省市：
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