一种医疗导航配准方法、终端及存储介质技术

本申请实施例提供一种医疗导航配准方法、终端及存储介质。该方法可获取腔体的腔体模型并识别模型内的腔道树状结构，在导管在腔体内作业时，根据导管内多个定位传感器的定位信息生成导管定位曲线；根据导管定位曲线在主干结构中进行配准和导航，并在导管定位曲线超出主干结构时确定超出的局部定位曲线；将局部定位曲线与细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配得到目标路径曲线；根据目标路径曲线上与局部定位曲线适配的路径点，将导管头端在腔体中的实际位置配准到目标路径曲线对应的目标腔道中。通过这种方式，可较为准确地确定腔体模型中的与导管头端实际位置对应的目标腔道，以较为准确地将导管头端的实际位置配准到目标腔道中。位置配准到目标腔道中。位置配准到目标腔道中。

【技术实现步骤摘要】
一种医疗导航配准方法、终端及存储介质


[0001]本申请涉及医疗器械
，尤其涉及一种医疗导航配准方法、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，在肺部临床实践中，通常可基于患者的影像数据建立患者肺部的三维模型，并对三维模型进行初步配准，医生可根据初步配准后的三维模型控制导管在患者肺部腔体内移动。
[0003]但是，一方面由于腔体会受到人体本身的呼吸运动影响而产生形变，另一方面导管从外界伸入腔体后也会使腔体产生形变，这两方面产生的腔体形变可进一步导致初步配准的配准结果的准确度降低，进而无法较为准确地将腔体的实际位置匹配到三维模型内部。
[0004]因此，亟待提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请的多个方面提供一种医疗导航配准方法、终端及存储介质，用以较为准确地将腔体的实际位置匹配到三维模型内部。
[0006]本申请实施例提供一种医疗导航配准方法，应用于医疗导管电连接的医疗控制终端，所述医疗控制终端用于控制所述医疗导管在目标腔体内作业；所述医疗导管内部设置多个定位传感器，所述方法包括：获取对所述目标腔体进行三维重建得到的三维腔体模型；识别所述三维腔体模型内的腔道树状结构，所述腔道树状结构包括：主干结构、细分支结构以及衔接所述主干结构和所述细分支结构的多个边界分叉点，所述细分支结构包括与所述多个边界分叉点连接的多条腔道；在所述医疗导管在所述目标腔体内作业时，根据所述医疗导管内多个定位传感器采集的定位信息，生成所述医疗导管在所述目标腔体中的导管定位曲线；根据所述导管定位曲线在所述主干结构中进行配准和导航，并在所述导管定位曲线超出所述主干结构的情况下，确定所述导航定位曲线中超出所述主干结构的局部定位曲线；将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配，以得到满足匹配条件的目标路径曲线；根据所述目标路径曲线上与所述局部定位曲线适配的路径点，将所述医疗导管的头端在所述目标腔体中的实际位置配准到所述目标路径曲线对应的目标腔道中，以基于所述目标腔道对所述医疗导管进行导航控制。
[0007]进一步可选地，对所述腔体模型进行识别得到所述腔体模型内的腔道树状结构，包括：利用细化算法，提取所述三维腔体模型内贯穿各腔道中心的模型中心线；利用预设的划分规则，将所述模型中心线进行层级划分，以形成包含多个分叉点的腔道树状结构，所述多个分叉点具有级别，且每个分叉点连接至少一条腔道；根据所述多个分叉点的级别，将属于设定级别的分叉点作为边界分叉点，以将所述腔道树状结构划分为所述主干结构和所述细分支结构；其中，位于所述主干结构中的分叉点的级别高于所述边界分叉点的级别。
[0008]进一步可选地，根据所述医疗导管内多个定位传感器采集的定位信息，生成所述医疗导管在所述目标腔体中的导管定位曲线，包括：根据所述多个定位传感器在所述目标腔体内的相对位置关系，对所述多个定位传感器采集的定位信息进行排序；对排序后的所述多个定位传感器采集的定位信息进行曲线拟合，得到所述导管定位曲线。
[0009]进一步可选地，在所述导管定位曲线超出所述主干结构的情况下，确定所述导航定位曲线中超出所述主干结构的局部定位曲线，包括：将所述导管定位曲线的多个位置点投影到所述腔道树状结构中，得到映射形状曲线；若所述映射形状曲线延伸至所述细分支结构中，则判定所述导管定位曲线超出所述主干结构，并获取所述导管定位曲线上与延伸至所述细分支结构中的部分映射形状曲线对应的局部定位曲线。
[0010]进一步可选地，在将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配，以得到满足匹配条件的目标路径曲线之前，还包括：采用插值方法，对所述三维腔体模型中贯穿各条腔道中心的模型中心线中的已知定位点进行插值处理，以得到中心线曲线点集；其中，所述模型中心线上的已知定位点的相对位置关系与所述多个定位传感器在所述目标腔体内的相对位置关系适配；从所述中心线曲线点集中，获取以每个边界分叉点为起点且到达所述细分支结构中多条腔道中的末端的多个中心线曲线；根据所述局部定位曲线包含的路径点的数量S，针对每个中心线曲线，从起点开始选择S个路径点，以得到多个路径曲线。
[0011]进一步可选地，将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配，以得到满足匹配条件的目标路径曲线，包括：将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行路径点对齐；对所述局部定位曲线以及多条路径曲线上的每个路径点分别进行特征计算，以得到所述局部定位曲线以及多条路径曲线各自对应的特征向量；分别计算所述局部定位曲线对应的特征向量与多条路径曲线各自对应的特征向量之间的特征差值之和；从所述多条路径曲线中，选择与所述局部定位曲线的特征差值之和最小的一条路径曲线作为目标路径曲线。
[0012]进一步可选地，对所述局部定位曲线以及多条路径曲线上的每个路径点分别进行特征计算，以得到所述局部定位曲线以及多条路径曲线各自对应的特征向量，包括：对所述局部定位曲线以及多条路径曲线上的每个路径点，分别计算该路径点的多个特征量作为该路径点的特征；所述多个特征量包括但不限于以下至少一种：该路径点的近似曲率值，该近似曲率值对应的法向量，该路径点的位置坐标以及该路径点距离其所属曲线的起点的欧式距离；根据所述局部定位曲线以及多条路径曲线上的每个路径点的特征，得到所述局部定位曲线以及多条路径曲线各自对应的特征向量。
[0013]进一步可选地，分别计算所述局部定位曲线对应的特征向量与多条路径曲线各自对应的特征向量之间的特征差值之和，包括：针对任一条路径曲线，计算所述局部定位曲线上的任一个路径点与所述路径曲线上的对应路径点之间的每个特征量的差值；利用预设的特征权重系数，对所述每个特征量的差值进行加权求和，得到所述局部定位曲线上的任一个路径点与所述路径曲线上的对应路径点之间的特征差值之和；将所述局部定位曲线上的每个路径点与所述路径曲线上的每个对应路径点之间的特征差值之和进行叠加，得到所述局部定位曲线对应的特征向量与所述路径曲线各自对应的特征向量之间的特征差值之和。
[0014]进一步可选地，根据所述目标路径曲线上与所述局部定位曲线适配的路径点，将
所述医疗导管的头端在所述目标腔体中的实际位置配准到所述目标路径曲线对应的目标腔道中，以基于所述目标腔道对所述医疗导管进行导航控制，包括：将所述目标路径曲线上的末端路径点，作为所述医疗导管的头端在所述细分支结构中与所述目标路径曲线对应的目标腔道中的映射位置；将所述医疗导管的头端在所述目标腔体中的实际位置配准到所述目标腔道中的映射位置，以基于所述目标腔道对所述医疗导管进行导航控制。
[0015]本申请实施例还提供一种医疗控制终端，包括：存储器和处理器；其中，所述存储器用于：存储一个或多个计算机指令；所述处理器用于执行所述一个或多个计算机指令，以用于：执行所述医疗导航配准方法中的步骤。
[0016]本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医疗导航配准方法，其特征在于，应用于与医疗导管电连接的医疗控制终端，所述医疗控制终端用于控制所述医疗导管在目标腔体内作业；所述医疗导管内部设置多个定位传感器，所述方法包括：获取对所述目标腔体进行三维重建得到的三维腔体模型；识别所述三维腔体模型内的腔道树状结构，所述腔道树状结构包括：主干结构、细分支结构以及衔接所述主干结构和所述细分支结构的多个边界分叉点，所述细分支结构包括与所述多个边界分叉点连接的多条腔道；在所述医疗导管在所述目标腔体内作业时，根据所述医疗导管内多个定位传感器采集的定位信息，生成所述医疗导管在所述目标腔体中的导管定位曲线；根据所述导管定位曲线在所述主干结构中进行配准和导航，并在所述导管定位曲线超出所述主干结构的情况下，确定所述导航定位曲线中超出所述主干结构的局部定位曲线；将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配，以得到满足匹配条件的目标路径曲线；根据所述目标路径曲线上与所述局部定位曲线适配的路径点，将所述医疗导管的头端在所述目标腔体中的实际位置配准到所述目标路径曲线对应的目标腔道中，以基于所述目标腔道对所述医疗导管进行导航控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述腔体模型进行识别得到所述腔体模型内的腔道树状结构，包括：利用细化算法，提取所述三维腔体模型内贯穿各腔道中心的模型中心线；利用预设的划分规则，将所述模型中心线进行层级划分，以形成包含多个分叉点的腔道树状结构，所述多个分叉点具有级别，且每个分叉点连接至少一条腔道；根据所述多个分叉点的级别，将属于设定级别的分叉点作为边界分叉点，以将所述腔道树状结构划分为所述主干结构和所述细分支结构；其中，位于所述主干结构中的分叉点的级别高于所述边界分叉点的级别。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述医疗导管内多个定位传感器采集的定位信息，生成所述医疗导管在所述目标腔体中的导管定位曲线，包括：根据所述多个定位传感器在所述目标腔体内的相对位置关系，对所述多个定位传感器采集的定位信息进行排序；对排序后的所述多个定位传感器采集的定位信息进行曲线拟合，得到所述导管定位曲线。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述导管定位曲线超出所述主干结构的情况下，确定所述导航定位曲线中超出所述主干结构的局部定位曲线，包括：将所述导管定位曲线的多个位置点投影到所述腔道树状结构中，得到映射形状曲线；若所述映射形状曲线延伸至所述细分支结构中，则判定所述导管定位曲线超出所述主干结构，并获取所述导管定位曲线上与延伸至所述细分支结构中的部分映射形状曲线对应的局部定位曲线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述局部定位曲线分别与所述细分支结构中多条腔道对应的多个路径曲线进行特征匹配，以得到满足匹配条件的目标路径曲线之前，还包括：
采用插值方法，对所述三维腔体模型中贯穿各条腔道中心的模型中心线中的已知定位点进行插值处理，以得到中心线曲线点集；其中，所述模型中心线上的已知定位点的相对位置关系与所述多个定位传感器在所述目标腔体内的相对位置关系适配；从所述中心线曲线点集中，获取以每个边界分叉点为起点且到达所述细分支结构中多条腔道中...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘文波，马家骏，张军柱，
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：