【技术实现步骤摘要】
本申请涉及医疗器械，特别涉及一种脑部电极植入手术的路径确定方法、装置及设备。
技术介绍
1、在面向脑科学的研究中，通常选择小动物(大小鼠、兔等)作为研究对象，当研究中需要对小动物进行脑部外科手术时，需要将器械(如电极、光纤或微型注射器)精确地放置到目标脑区。
2、目前，手术路径的规划是一个难点。这是由于，大脑功能结构复杂，其包含了动脉血管、神经纤维、髓鞘、大脑皮质(灰质)等重要的功能结构对象，开颅后可能出现未预料的血管或其他功能结构对象，从而导致原先规划的手术植入路径受阻，此时需要重新规划整个手术植入路径，以确保电极或其他器械能够安全地放置到目标脑区，并避免损伤重要脑结构或血管。现有技术中，实验者会以颅骨上的前后囟点作为参考点，用于定义目标脑区的方位。当在开颅过程中发现血管或其他障碍物时，手术路径的选择一般依赖医生的临床经验，依赖临时的视觉观察和经验来重新规划手术植入路径存在一定的风险，且会增加手术的时间和复杂性。现有技术操作复杂较为耗时，不能智能化的快速精准进行二次规划。因此，急需一种能够快速避让当前血管等功能结构对象、二次规划手术路线以帮助完成电极安全地精准植入的路径确定方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题，本申请提供了一种脑部电极植入手术的路径确定方法、装置及设备，充分利用目标脑区的三维建模信息和检测到的血管或其他重要的功能结构对象的位置信息，解决了脑部电极植入手术中对器械安全放置路径确定的自动化和避让当前血管等功能结构对象的手术路径二次规划的智能化问
2、根据本申请的一方面，提供了一种脑部电极植入手术的路径确定方法，所述方法包括：
3、基于手术对象的脑区结构对手术对象的三维脑模型进行区域划分，得到初始脑区划分结果；
4、对所述初始脑区划分结果进行分析，在分析结果指示所述初始脑区划分结果中存在待处理的脑区多面体的情况下，对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，根据切割处理的结果更新所述初始脑区划分结果，确定更新后的初始脑区划分结果为目标脑区划分结果；
5、确定所述目标脑区划分结果的中心点集，根据开颅区域的任意一个采样点和所述中心点集的任意一个中心点，生成所述开颅区域与所述三维脑模型之间的多条初始路径；
6、确定所述中心点集与每条初始路径的夹角，将满足预设条件的夹角对应的初始路径，确定为初始目标路径；
7、在开颅手术过程中检测到障碍区域的情况下，对所述初始目标路径进行分析，在分析结果指示所述初始目标路径不经过所述障碍区域的情况下，确定所述初始目标路径为目标路径。
8、在一种可能的实现方式中，在基于手术对象的脑区结构对手术对象的三维脑模型进行区域划分之前，所述方法包括：
9、对脑部参照物进行测量得到参照物信息真值，基于所述参照物信息真值对三维脑模型进行缩放调整，以使所述三维脑模型的各个脑区的位置信息与真实脑区的位置信息一致；
10、相应地，基于手术对象的脑区结构对手术对象的三维脑模型进行区域划分，包括：
11、基于手术对象的脑区结构对手术对象的缩放后的三维脑模型进行区域划分，得到初始脑区划分结果。
12、在一种可能的实现方式中，所述初始脑区划分结果为对所述三维脑模型进行区域划分得到的多个脑区多面体，
13、所述对所述初始脑区划分结果进行分析，在分析结果指示所述初始脑区划分结果中存在待处理的脑区多面体的情况下，对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，根据切割处理的结果更新所述初始脑区划分结果，确定更新后的初始脑区划分结果为目标脑区划分结果，包括：
14、对所述初始脑区划分结果中的每个脑区多面体进行分析，在分析结果指示所述脑区多面体为凹多面体的情况下，确定所述脑区多面体为待处理的脑区多面体；
15、对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，根据切割处理的结果更新所述初始脑区划分结果，得到更新后的初始脑区划分结果；
16、在更新后的初始脑区划分结果中的脑区多面体不存在待处理的脑区多面体的情况下，确定所述更新后的初始脑区划分结果为所述目标脑区划分结果。
17、在一种可能的实现方式中，所述三维脑模型由空间坐标点在空间直角坐标系中进行建模得到，所述空间直角坐标系包括原点和过原点互相垂直的三条坐标轴，所述三条坐标轴分别为横轴、纵轴和竖轴，任意两条坐标轴确定一个坐标面，且三个坐标面互相垂直，其中横轴与纵轴所确定的坐标面为第一坐标面，横轴与竖轴所确定的坐标面为第二坐标面，
18、所述对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，根据切割处理的结果更新所述初始脑区划分结果，得到更新后的初始脑区划分结果，包括：
19、在空间直角坐标系中，将所述待处理的脑区多面体投影到第一坐标面上，得到第一多边形，基于所述第一多边形对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，得到多个第一脑区多面体；
20、对每个第一脑区多面体进行分析，在分析结果指示所述第一脑区多面体为凹多面体的情况下，确定所述第一脑区多面体为二次处理的脑区多面体；
21、将所述二次处理的脑区多面体投影到第二坐标面上，得到第二多边形，基于所述第二多边形对所述二次处理的脑区多面体进行切割处理，得到多个第二脑区多面体；
22、根据多个第一脑区多面体和多个第二脑区多面体更新所述初始脑区划分结果，得到更新后的初始脑区划分结果。
23、在一种可能的实现方式中，所述在空间直角坐标系中，将所述待处理的脑区多面体投影到第一坐标面上，得到第一多边形，基于所述第一多边形对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，得到多个第一脑区多面体，包括：
24、将所述待处理的脑区多面体作为当前待处理的脑区多面体，随机选取所述第一多边形的任意一个顶点作为当前起点，沿所述当前起点的逆时针方向依次计算所述第一多边形的每个内角的度数，在计算结果显示内角的度数超过预设角度的情况下，确定对应超过预设角度的内角的顶点为当前分割点；
25、连接所述当前起点和所述当前分割点得到当前分割线，根据所述当前分割线确定当前切割面，基于所述当前切割面对所述当前待处理的脑区多面体进行切割处理，得到第一部分和第二部分，所述当前切割面经过所述当前分割线且与所述第一多边形垂直，所述当前分割线将所述第一多边形划分为第三多边形和第四多边形，所述第三多边形为自当前起点的逆时针方向到所述当前分割点的第一多边形的边、以及所述当前分割线组成的区域，所述第四多边形为所述第一多边形去掉所述第三多边形后的区域，所述第一部分为所述第三多边形对应的所述当前待处理的脑区多面体的部分，所述第二部分为所述第四多边形对应的所述当前待处理的脑区多面体的部分；
26、将所述当前分割点重新作为当前起点，将所述第二部分重新作为当前待处理的脑区多面体，重复所述沿所述当前起点的逆时针方向依次计算所述第一多边形的每个内角的度数，至基于所述当前切割面对所述待处理的脑区多面体进行切割处理，得到第一部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述初始脑区划分结果为对所述三维脑模型进行区域划分得到的多个脑区多面体，
4.根据权利要求3所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述三维脑模型由空间坐标点在空间直角坐标系中进行建模得到，所述空间直角坐标系包括原点和过原点互相垂直的三条坐标轴，所述三条坐标轴分别为横轴、纵轴和竖轴，任意两条坐标轴确定一个坐标面，且三个坐标面互相垂直，其中横轴与纵轴所确定的坐标面为第一坐标面，横轴与竖轴所确定的坐标面为第二坐标面，
5.根据权利要求4所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，
8.一种脑部电极植入手术的路径确定装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或者至少一段程序，所述至少一条指令或者所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7中任一项所述的脑部电极植入手术的路径确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令或者至少一段程序，所述至少一条指令或者所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的脑部电极植入手术的路径确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述初始脑区划分结果为对所述三维脑模型进行区域划分得到的多个脑区多面体，
4.根据权利要求3所述的脑部电极植入手术的路径确定方法，其特征在于，所述三维脑模型由空间坐标点在空间直角坐标系中进行建模得到，所述空间直角坐标系包括原点和过原点互相垂直的三条坐标轴，所述三条坐标轴分别为横轴、纵轴和竖轴，任意两条坐标轴确定一个坐标面，且三个坐标面互相垂直，其中横轴与纵轴所确定的坐标面为第一坐标面，横轴与竖轴所确定的坐标面为第二坐标面，
5.根据权利要求4所述的脑部电极植入手术的路径...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勤荣，张海青，彭雷，谭正，
申请(专利权)人：上海脑虎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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