【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规划方法、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。这一过程需要实验者首先准确确定目标脑区的方位，然后定义器械在目标脑区中的放置位置和姿态。
2、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。手术过程中，通过视觉辅助(如显微视觉或机器视觉)的方式识别和定位前后囟点，然后通过坐标转换计算出目标脑区的方位。而确定器械在目标脑区中的放置位置和姿态，目前可以通过可视化三维模型进行手动调整，操作者观察目标脑区和器械的三维模型，并手动调整器械相对于目标脑区的方位。然而现有技术操作复杂较为耗时，不够智能化和自动化，特别是对于小动物的脑区，由于其体积有限，对于电极植入来说，不能达到快速精准定位。因此，对于脑科学研究中脑部电极植入这种对精度要求极高的手术，急需一种能够快速精确定位以帮助完成电极精准植入的路径规划方法。
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规划方法、装置及设备，充分利用目标脑区和器械检测目标脑区得到的三维结构信息，解决了脑部电极植入手术中对目标脑区高精度定位和器械放置路径规划的自动化问题。
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规划方法，所述方法包括：
3、获
4、基于所述目标脑区的三维点云数据，对目标脑区进行空间分割，得到多个分割区域，所述目标脑区由空间坐标点进行建模得到；
5、基于多个所述分割区域相交边界的端点，得到目标中心点集；
6、根据操作区域的任意一个采样点和生成所述目标脑区的任意一个空间坐标点，生成所述操作区域与所述目标脑区之间的多条初始目标路径；
7、确定所述目标中心点集与每条所述初始目标路径的距离，得到每条所述初始目标路径对应的距离，将对应的距离满足预设条件的初始目标路径，确定为目标路径。
8、在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标脑区的三维点云数据，对目标脑区进行空间分割，得到多个分割区域，包括：
9、根据生成所述目标脑区的空间坐标点与所述目标脑区的三维点云数据的距离，对所述目标脑区进行空间分割，得到多个所述分割区域。
10、在一种可能的实现方式中，所述根据生成所述目标脑区的空间坐标点与所述目标脑区的三维点云数据的距离，对所述目标脑区进行空间分割，得到多个所述分割区域，包括：
11、计算所述目标脑区内的每个空间坐标点与每个三维点云数据的距离，基于计算得到的距离对所述目标脑区进行空间分割，得到多个所述分割区域，以使每个分割区域内的空间坐标点与每个分割区域内的三维点云数据的距离，小于每个分割区域内的空间坐标点与其他分割区域内的三维点云数据的距离。
12、在一种可能的实现方式中，所述基于多个所述分割区域相交边界的端点，得到目标中心点集，包括：
13、获取分割区域相交边界的端点，所述端点与至少三个三维点云数据之间的距离相等；
14、根据所述端点生成初始中心点集，基于射线交点法对所述初始中心点集中不满足预设条件的中心点进行过滤，得到目标中心点集。
15、在一种可能的实现方式中，所述基于射线交点法对所述初始中心点集中不满足预设条件的中心点进行过滤，得到目标中心点集，包括：
16、以所述初始中心点集中的任意一个初始中心点为起点，向任意方向发射一条射线到所述目标脑区的外部，计算所述射线与所述目标脑区的边界相交的交点数；
17、在交点数为偶数的情况下，确定所述任意一个初始中心点为不满足预设条件的中心点；
18、将所述不满足预设条件的中心点从所述初始中心点集中去除，将去除不满足预设条件的中心点后的初始中心点集作为所述目标中心点集。
19、在一种可能的实现方式中，所述根据操作区域的任意一个采样点和生成所述目标脑区的任意一个空间坐标点，生成所述操作区域与所述目标脑区之间的多条初始目标路径，包括：
20、对操作区域的任意一个采样点和生成所述目标脑区的任意一个空间坐标点进行直线连接，得到多条所述初始目标路径。
21、在一种可能的实现方式中，所述确定所述目标中心点集与每条所述初始目标路径的距离，得到每条所述初始目标路径对应的距离，将对应的距离满足预设条件的初始目标路径，确定为目标路径，包括：
22、基于所述目标中心点集中的每个目标中心点的坐标和每条所述初始目标路径的两个端点的坐标，计算所述目标中心点集中的每个目标中心点与每条所述初始目标路径的距离，得到每条所述初始目标路径对应的距离，所述每条初始目标路径的两个端点包括每条初始目标路径对应的操作区域的一个采样点和目标脑区的一个空间坐标点；
23、将对应的距离小于预设距离阈值的初始目标路径，确定为所述目标路径。
24、另一方面，提供了一种脑部电极植入手术的路径规划装置，所述装置包括：
25、数据获取模块，用于获取目标脑区的三维点云数据；
26、空间分割模块，用于基于所述目标脑区的三维点云数据，对目标脑区进行空间分割，得到多个分割区域，所述目标脑区由空间坐标点进行建模得到；空间坐标点进行建模得到；
27、中心点确定模块，用于基于多个所述分割区域相交边界的端点，得到目标中心点集；
28、初始目标路径确定模块，用于根据操作区域的任意一个采样点和生成所述目标脑区的任意一个空间坐标点，生成所述操作区域与所述目标脑区之间的多条初始目标路径；
29、目标路径确定模块，用于确定所述目标中心点集与每条所述初始目标路径的距离，得到每条所诉初始目标路径对应的距离，将对应的距离满足预设条件的初始目标路径，确定为目标路径。
30、在一种可能的实现方式中，所述空间分割模块用于：
31、根据生成所述目标脑区的空间坐标点与所述目标脑区的三维点云数据的距离，对所述目标脑区进行空间分割，得到多个所述分割区域。
32、在一种可能的实现方式中，所述空间分割模块还用于：
33、计算所述目标脑区内的每个空间坐标点与每个三维点云数据的距离，基于计算得到的距离对所述目标脑区进行空间分割，得到多个所述分割区域，以使每个分割区域内的空间坐标点与每个分割区域内的三维点云数据的距离，小于每个分割区域内的空间坐标点与其他分割区域内的三维点云数据的距离。
34、在一种可能的实现方式中，所述中心点确定模块，用于：
35、获取分割区域相交边界的端点，所述端点与至少三个三维点云数据之间的距离相等；
36、根据所述端点生成初始中心点集，基于射线交点法对所述初始中心点集中不满足预设条件的中心点进行过滤，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脑部电极植入手术的路径规划方法，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规划方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，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规划方法，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规划方法，其特征在于，
8.一种脑部电极植入手术的路径规划装置，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规划方法。
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
...【技术特征摘要】
1.一种脑部电极植入手术的路径规划方法，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规划方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的脑部电极植入手术的路径规划方法，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规划方法，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规划方法，其特...
【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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。