穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备与流程

1.本技术涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备。


背景技术：

2.图像引导下的腹部介入手术是一种新兴的微创肿瘤治疗方法，融合了计算机科学、图像处理、人工智能、自动控制和临床治疗等多个领域的领先技术。腹部介入手术使用特制的穿刺针经过皮肤穿刺进入肿瘤内部，对体内病灶区域进行局部治疗。与传统的外科手术相比，腹部介入手术不需要开刀，对病人的损伤小，术后恢复快，成为越来越重要的临床肿瘤治疗方法。
3.图像引导下的腹部介入手术中，需要提前规划穿刺路径，穿刺路径需要避开腹部内的危险区域，比如脏器、血管、骨骼等。目前，穿刺路径的规划过程通常包括：获取腹部扫描图像，对腹部扫描图像进行组织和器官分割，根据分割结果确定穿刺路径。
4.但是，腹部内的一些器官(如胰腺、肾上腺、食道、肠道等)在腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大，这些器官的分割难度较大，导致穿刺路径的规划难度较大。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低穿刺路径规划难度的穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备。
6.一种穿刺禁区的确定方法，该方法包括：
7.获取目标对象的腹部扫描图像；
8.对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
9.根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
10.在其中一个实施例中，上述根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区，包括：
11.根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
12.根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
13.在其中一个实施例中，上述根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模，包括：
14.计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；
15.从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
16.在其中一个实施例中，上述根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区，包括：
17.从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；
18.对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
19.在其中一个实施例中，该方法还包括：
20.对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
21.计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
22.在其中一个实施例中，上述对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，包括：
23.对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；
24.利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；
25.根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
26.在其中一个实施例中，上述对腹部图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模，包括：
27.利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
28.一种穿刺路径的规划方法，该方法包括：
29.获取腹腔内部的穿刺禁区和待穿刺器官的位置；
30.根据所述穿刺禁区和所述待穿刺器官的位置规划穿刺路径；
31.其中，所述穿刺禁区采用上述方法确定。
32.一种穿刺禁区的确定装置，该装置包括：
33.图像获取模块，用于获取目标对象的腹部扫描图像；
34.第一掩模获取模块，用于对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
35.第一禁区确定模块，用于根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
36.在其中一个实施例中，上述第一禁区确定模块包括：
37.掩模确定子模块，用于根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
38.禁区确定子模块，用于根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
39.在其中一个实施例中，上述掩模确定子模块，具体用于计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
40.在其中一个实施例中，上述禁区确定子模块，具体用于从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
41.在其中一个实施例中，该装置还包括：
42.第二掩模获取模块，用于对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
43.第二禁区确定模块，用于计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
44.在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块，具体用于对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
45.在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块，具体用于利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
46.一种穿刺手术系统，该穿刺手术系统包括终端和手术机器人；
47.终端，用于采用如上述的穿刺路径的规划方法得到穿刺路径，并将穿刺路径发送到手术机器人；
48.手术机器人，用于根据终端发送的穿刺路径进行穿刺手术。
49.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
50.获取目标对象的腹部扫描图像；
51.对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
52.根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
53.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
54.获取目标对象的腹部扫描图像；
55.对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
56.根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
57.上述穿刺禁区的确定、路径规划方法、手术系统和计算机设备，终端获取目标对象的腹部扫描图像；对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。本公开实施例中，由于不用对腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大的器官进行分割，而是根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模间接得到穿刺禁区，进而规划穿刺路径，因此可以降低穿刺路径的规划难度。
附图说明
58.图1为一个实施例中穿刺禁区的确定方法的应用环境图；
59.图2为一个实施例中穿刺禁区的确定方法的流程示意图；
60.图3为一个实施例中腹部ct图像的示意图；
61.图4为一个实施例中腹部掩模的示意图；
62.图5为一个实施例中脂肪掩模的示意图；
63.图6为一个实施例中肝脏掩模的示意图；
64.图7为一个实施例中肾脏掩模的示意图；
65.图8为一个实施例腹腔内部的穿刺禁区的示意图；
66.图9为一个实施例中确定腹腔内部的穿刺禁区步骤的流程示意图；
67.图10为一个实施例中对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模步骤的流程示意图；
68.图11为一个实施例中腹腔分割模型的结构示意图；
69.图12为一个实施例中获得腹部扫描图像的穿刺禁区步骤的流程示意图；
70.图13为一个实施例中腹部血管掩模的示意图；
71.图14为一个实施例中隔顶肺部血管掩模的示意图；
72.图15为一个实施例中心脏掩模的示意图；
73.图16为一个实施例中骨骼掩模的示意图；
74.图17为一个实施例中腹部扫描图像中的穿刺禁区的示意图；
75.图18为一个实施例中穿刺路径的规划方法的流程示意图；
76.图19为一个实施例中穿刺手术系统的结构框图；
77.图20为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
78.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
79.本技术提供的穿刺禁区的确定方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境可以包括终端101和医学扫描设备102。其中，终端101可以通过网络与医学扫描设备102进行通信。上述终端101可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑机和平板电脑，上述医学扫描设备102可以但不限于是ct(computed tomography，即电子计算机断层扫描)设备、pet(positron emission computed tomography，正电子发射型计算机断层显像)
‑
ct设备和mr(magnetic resonance，磁共振)设备。
80.该应用环境还可以包括pacs(picture archiving and communication systems，影像归档和通信系统)服务器103，终端101和医学扫描设备102均可以通过网络与pacs服务器103进行通信。上述pacs服务器103可以用独立的服务和器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
81.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种穿刺禁区的确定方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
82.步骤201，获取目标对象的腹部扫描图像。
83.其中，腹部扫描图像可以包括腹部ct图像、腹部mr图像中的至少一种，腹部ct图像如图3所示。
84.终端可以从医学扫描设备获取目标对象的腹部扫描图像，也可以从pacs服务器获取目标对象的腹部扫描图像。本公开实施例对此不做限定。
85.步骤202，对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模。
86.终端获取到目标对象的腹部扫描图像后，分别对腹部扫描图像进行腹腔分割、脂肪分割和器官分割，得到腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模。
87.在其中一个实施例中，对腹部扫描图像进行腹腔分割的步骤可以包括：利用预先建立的腹腔割模型对腹部扫描图像进行分割，得到腹腔掩模，腹腔掩模如图4所示。
88.在其中一个实施例中，对腹部扫描图像进行脂肪分割的步骤可以包括：将腹部扫描图像中像素值在预设像素值范围内的像素确定为目标像素；对多个目标像素进行连通处理得到脂肪掩模，脂肪掩模如图5所示的白色区域。本公开实施例预设像素值范围不做限定，可以根据实际情况进行设置。
89.在其中一个实施例中，对腹部扫描图像进行器官分割的步骤可以包括：利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；其中，待穿刺器官可以包括肝脏和肾脏中的至少一种；穿刺器官分割模型可以包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
90.例如，将腹部扫描图像输入到肝脏分割模型中，肝脏分割模型对腹部扫描图像进行分割得到肝脏掩模，肝脏掩模如图6所示。或者，将腹部扫描图像输入到肾脏分割模型中，肾脏分割模型对腹部扫描图像进行分割得到肾脏掩模，肾脏掩模如图7所示。
91.在实际应用中还可以采用其他方式获得腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，本公开实施例对此不做限定。
92.步骤203，根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
93.其中，穿刺禁区为穿刺手术中禁止穿刺的区域。
94.终端在获得腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模后，可以从腹腔中减去脂肪所在的区域和待穿刺器官所在的区域，从而得到腹腔内部的穿刺禁区，腹腔内部的穿刺禁区如图8所示的a区。
95.上述穿刺禁区的确定方法中，终端获取目标对象的腹部扫描图像；对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。本公开实施例中，由于不用对腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大的器官进行分割，而是根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模间接得到穿刺禁区，进而规划穿刺路径，因此可以降低穿刺路径的规划难度。
96.在一个实施例中，如图9所示，上述根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区的步骤，可以包括：
97.步骤301，根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模。
98.终端先计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；然后，从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
99.步骤302，根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
100.终端在得到腹腔内部的器官掩模后，从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；然后，对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区。
101.其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。例如，对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析后，得到5个连通区域。其中，连通区域1和连通区域3的面积大于预设面积阈值，则将连通区域1和连通区域3确定为腹腔内部的穿刺禁区。或者，将5个连通区域按照面积从大到小排列后，连通区域1和连通区域3排在前两位，则将连通区域1和连通区域3确定为腹腔内部的穿刺禁区。预设条件还可以包括其他条件，本公开实施例对此不做限定。
102.上述腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区的步骤中，终端根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。本公开实施例与现有技术相比，不用对腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大的器官进行分割，而是根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模间接计算出穿刺禁区，因此可以降低穿刺路径的规划难度。
103.在一个实施例中，如图10所示，上述对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模的步骤，可以包括：
104.步骤401，对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像。
105.终端在利用腹腔分割模型进行腹腔分割前，需要先对腹部扫描图像进行图像预处理，图像预处理过程可以包括：按照预设采样间隔对腹部扫描图像进行采样处理，得到采样图像；根据预设像素阈值对采样图像进行背景区域去除处理，得到采样图像的前景区域；对采样图像的前景区域进行像素值归一化处理，得到处理图像。
106.例如，预设采样间隔为2mm，预设像素阈值为
‑
900，按照2mm对腹部扫描图像进行采样处理得到采样图像，然后将采样图像中像素值小于
‑
900的像素点作为背景区域去除掉，得到采样图像的前景区域；之后，再将采样图像的前景区域中各像素值归一化到[
‑
5.9，1.3]这个范围内，得到处理图像。
[0107]
其中，采样图像的像素值为hu值，hu值是ct图像中各组织与x线衰减系数相当的对应值，归一化处理可以采用标准差归一化方法，本公开实施例对此均不做限定。
[0108]
步骤402，利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果。
[0109]
其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率。
[0110]
在实际应用中，可以根据处理图像的大小采用不同的分割方式。其中一种方式可以包括：若处理图像的z轴长度小于或等于预设长度阈值，则将处理图像输入到腹腔分割模型中进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果。
[0111]
另一种方式可以包括：若处理图像的z轴长度大于预设长度阈值，则按照预设步长沿着z轴方向将处理图像分割为多个子处理图像；将多个子处理图像分别输入到腹腔分割模型中，得到腹腔分割模型输出的各子处理图像对应的中间分割结果；将多个子处理图像的中间分割结果进行拼接处理，得到处理图像对应的目标分割结果。其中，中间分割结果用于表征子处理图像为腹腔的概率。
[0112]
例如，预设长度阈值为80mm，如果处理图像的z轴长度小于或等于80mm，则将处理
图像输入到腹腔分割模型中，得到处理图像对应的目标分割结果。如果处理图像的z轴长度大于80mm，则按照步长40mm将处理图像分割为多个子处理图像，将多个子处理图像分别输入到腹腔分割模型中，得到腹腔分割模型输出的各子处理图像对应的中间分割结果；然后将多个子处理图像的中间分割结果进行拼接处理，得到处理图像对应的目标分割结果。本公开实施例对预设长度阈值和预设步长不做限定。
[0113]
可以理解地，根据腹腔扫描图像的大小不同，采用不同的腹腔分割方式，可以降低腹腔分割模型的数据处理量，从而节省分割时间，提高分割效率。
[0114]
在其中一个实施例中，如图11所示，上述腹腔分割模型可以包括深度卷积神经网络模型。分割过程中，腹腔分割模型分别对子处理图像的x轴、y轴和z轴进行下采样；其中，x轴和y轴的下采样次数相同，z轴的下采样次数小于x轴的下采样次数。本公开实施例对腹腔分割模型的结构不做限定。
[0115]
步骤403，根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0116]
终端得到目标分割结果后，根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理。图像后处理的过程可以包括：根据预设概率阈值和目标分割结果对处理图像进行二值化处理，得到二值化图像；对二值化图像进行连通域分析，并将最大的连通区域确定为腹腔掩模。
[0117]
例如，预设概率阈值为0.5，则根据0.5和处理图像为腹腔的概率对处理图像进行二值化处理。本公开实施例对预设概率阈值不做限定。
[0118]
上述对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模的步骤中，对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。本公开实施例中，终端获得腹腔掩模的过程中，先对腹部扫描图像进行图像预处理，便于后续腹腔分割模型进行腹腔分割；在得到目标分割结果后，根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，可以得到较为准确的腹腔掩模。
[0119]
在一个实施例中，如图12所示，在上述实施例的基础上，本公开实施例还可以包括：
[0120]
步骤501，对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模。
[0121]
其中，不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模、骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种。
[0122]
以待穿刺器官为肝脏分或肾脏为例，腹部扫描图像中还包括血管、部分心脏、肋骨、脊椎骨、肺、气管、膈肌等不可穿刺器官，因此，还需要得到这些不可穿刺器官的不可穿刺器官掩模。可以理解的是，待穿刺器官为肝脏时，肾脏也为不可穿刺器官；待穿刺器官为肾脏时，肝脏则也为不可穿刺器官。根据产品的需求和腹部扫描图像的范围，不可穿刺的器官的具体对象也会适当调整。在实际应用中，可以将腹部扫描图像输入到预先建立的血管分割模型中，得到血管掩模，腹部血管掩模如图13所示，隔顶肺部血管掩模如14所示。可以将腹部扫描图像输入到预先建立的心脏分割模型中，得到心脏掩模，心脏掩模如图15所示。可以将腹部扫描图像输入到预先建立的骨骼分割模型中，得到骨骼掩模，骨骼掩模如图16所示。
[0123]
在实际应用中，还可以采用其他方式获得不可穿刺器官掩模，本公开实施例对此不做限定。
[0124]
步骤502，计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0125]
在得到不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区之后，计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，该并集就是腹部扫描图像中的穿刺禁区，如图17所示。
[0126]
上述实施例中，终端对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。通过本公开实施例，可以很容易地得到腹部扫描图像的穿刺禁区，因此可以降低穿刺路径的规划难度。
[0127]
在一个实施例中，如图18所示，提供了一种穿刺路径的规划方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
[0128]
步骤601，获取腹腔内部的穿刺禁区和待穿刺器官的位置。
[0129]
其中，穿刺禁区可以参考上述实施例确定。待穿刺器官的位置在获取待穿刺器官掩模时可以确定。
[0130]
步骤602，根据穿刺禁区和待穿刺器官的位置规划穿刺路径。
[0131]
终端在确定腹腔内部的穿刺禁区，或者腹部扫描图像中的穿刺禁区后，可以根据穿刺禁区和待穿刺器官的位置规划穿刺路径。该穿刺路径应避开上述穿刺禁区，到达待穿刺器官的位置。
[0132]
在实际应用中，规划好穿刺路径后，终端可以将规划好的穿刺路径发送到手术机器人；手术机器人可以根据规划好的穿刺路径进行穿刺手术。
[0133]
上述穿刺路径的规划方法中，终端获取腹腔内部的穿刺禁区和待穿刺器官的位置；根据穿刺禁区和待穿刺器官的位置规划穿刺路径。由于不用对腹部扫描图像中边界模糊、体积较小、形态变化较大的器官进行分割，根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模即可得到穿刺禁区进而规划穿刺路径，因此可以降低穿刺路径的规划难度。
[0134]
应该理解的是，虽然图2至图18的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图18中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0135]
在一个实施例中，如图19所示，提供了一种穿刺禁区的确定装置，该装置包括：
[0136]
图像获取模块701，用于获取目标对象的腹部扫描图像；
[0137]
第一掩模获取模块702，用于对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
[0138]
第一禁区确定模块703，用于根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
[0139]
在其中一个实施例中，上述第一禁区确定模块703包括：
[0140]
掩模确定子模块，用于根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
[0141]
禁区确定子模块，用于根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
[0142]
在其中一个实施例中，上述掩模确定子模块，具体用于计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
[0143]
在其中一个实施例中，上述禁区确定子模块，具体用于从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
[0144]
在其中一个实施例中，该装置还包括：
[0145]
第二掩模获取模块，用于对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
[0146]
第二禁区确定模块，用于计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0147]
在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块702，具体用于对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0148]
在其中一个实施例中，上述第一掩模获取模块702，具体用于利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
[0149]
关于穿刺禁区的确定装置的具体限定可以参见上文中对于穿刺禁区的确定方法的限定，在此不再赘述。上述穿刺禁区的确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0150]
在一个实施例中，提供了一种穿刺手术系统，该穿刺手术系统包括终端和手术机器人；
[0151]
终端，用于采用如上述的穿刺路径的规划方法得到穿刺路径，并将穿刺路径发送到手术机器人；
[0152]
手术机器人，用于根据终端发送的穿刺路径进行穿刺手术。
[0153]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图20所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过
wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种穿刺禁区的确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0154]
本领域技术人员可以理解，图20中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0155]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0156]
获取目标对象的腹部扫描图像；
[0157]
对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
[0158]
根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
[0159]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0160]
根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
[0161]
根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
[0162]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0163]
计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；
[0164]
从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
[0165]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0166]
从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；
[0167]
对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
[0168]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0169]
对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
[0170]
计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0171]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0172]
对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；
[0173]
利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；
[0174]
根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0175]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0176]
利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
[0177]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算
机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0178]
获取目标对象的腹部扫描图像；
[0179]
对腹部扫描图像进行腹腔分割得到腹腔掩模，对腹部扫描图像进行脂肪分割得到脂肪掩模，对腹部扫描图像进行器官分割得到待穿刺器官掩模；
[0180]
根据腹腔掩模、脂肪掩模和待穿刺器官掩模，确定腹腔内部的穿刺禁区。
[0181]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0182]
根据腹腔掩模和脂肪掩模，确定腹腔内部的器官掩模；
[0183]
根据腹腔内部的器官掩模和待穿刺器官掩模，得到腹腔内部的穿刺禁区。
[0184]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0185]
计算腹腔掩模和脂肪掩模的交集，并将计算出的交集确定为腹腔内部的脂肪区域；
[0186]
从腹腔掩模中减去腹腔内部的脂肪区域，得到腹腔内部的器官掩模。
[0187]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0188]
从腹腔内部的器官掩模中减去待穿刺器官掩模得到腹腔内部的非穿刺器官掩模；
[0189]
对腹腔内部的非穿刺器官掩模进行连通域分析，并将符合预设条件的连通区域确定为腹腔内部的穿刺禁区；其中，预设条件包括连通区域的面积大于预设面积阈值，或按照面积从大到小排列后连通区域的排位在预设排位内。
[0190]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0191]
对腹部扫描图像进行器官分割得到不可穿刺器官掩模；不可穿刺器官掩模包括血管掩模、心脏掩模和骨骼掩模、肺部掩膜、气管掩膜中的一种或者多种；
[0192]
计算不可穿刺器官掩模和腹腔内部的穿刺禁区的并集，并将计算出的并集确定为腹部扫描图像中的穿刺禁区。
[0193]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0194]
对腹部扫描图像进行图像预处理，得到处理图像；
[0195]
利用预先建立的腹腔分割模型对处理图像进行腹腔分割，得到处理图像对应的目标分割结果；其中，目标分割结果用于表征处理图像为腹腔的概率；
[0196]
根据目标分割结果对处理图像进行图像后处理，得到腹腔掩模。
[0197]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0198]
利用预先建立的穿刺器官分割模型对腹部扫描图像进行分割，得到待穿刺器官掩模；穿刺器官分割模型包括肝脏分割模型和肾脏分割模型中的至少一种。
[0199]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0200]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0201]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。