一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法及系统与流程

本发明属于颅内穿刺引流，尤其涉及一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、脑出血血肿穿刺引流手术是近年来治疗脑出血简单常用的治疗方法，该方法操作简便，能减少患者创伤面和手术时间，从而降低手术风险。该手术需要医生进行术前穿刺路径规划，设计和制作穿刺引流导板，手术中将导板贴附在患者体表，按照术前规划好的穿刺方向进行穿刺引流。

3、目前的脑血肿穿刺引流导板大都是由手术医生在ct图像上指定血肿靶点和穿刺方向，然后再由导板设计者手动操作设计出导板，该方法至少存在以下问题：(1)导板的穿刺路径主要由设计者手动进行设计，很难避开额窦、上矢状窦等重要部位；(2)设计制作过程中需要不断的对穿刺路径和方向进行修改或调整，增加了导板的设计周期。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法及系统，通过考虑患者颅内的血管分布区域和穿刺颅骨，使得到的穿刺路径能够有效的避开颅内重要的血管和部位，用以提高穿刺导板的精准度，降低患者手术的风险。

2、为了实现上述目的，本发明主要包括以下几个方面：

3、第一方面，本发明实施例提供一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，包括：

4、获取患者术前的头部的ct图像和cta图像；

5、对所述ct图像和cta图像进行图像配准，确定患者颅内的血管分布区域；

6、分割出所述ct图像中的穿刺颅骨和脑血肿区域；

7、根据所述脑血肿区域确定穿刺目标点，根据所述血管分布区域，确定所述穿刺目标点与穿刺颅骨之间的穿刺路径，并以所述穿刺路径为中心线，构建三维的穿刺导管模型；

8、根据所述ct图像生成头罩模型，将所述穿刺导管模型和所述头罩模型进行合并处理，生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型。

9、在一种可能的实施方式中，所述ct图像和cta图像的图像配准方法包括：

10、对所述ct图像和cta图像进行同步处理，使ct图像和cta图像一一对应；

11、提取所述ct图像的第一颅脑截面区域，根据所述第一颅脑截面区域的重心点坐标确定多个径向线段中最大的第一径向线段；以及，提取所述cta图像的第二颅脑截面区域，根据所述第二颅脑截面区域的重心点坐标确定多个径向线段中最大的第二径向线段；

12、将ct图像进行平移和旋转，使其第一径向线段与对应的cta图像的第二径向线段重合，从而完成所述ct图像和cta图像的图像配准。

13、在一种可能的实施方式中，将图像配准后的cta图像中的每个像素的ct值减去对应的ct图像的每个像素的ct值，得到患者头部的血管分布区域。

14、在一种可能的实施方式中，所述穿刺颅骨的分割方法包括：

15、在所述ct图像中设置颅骨图像种子点和颅骨图像的ct阈值范围；

16、遍历所述ct图像中与所述颅骨图像种子点像素连通的所有像素，将ct值在颅骨图像的ct阈值范围内的像素确定为颅骨图像；

17、根据所述颅骨图像进行三维建模，得到颅骨三维模型；

18、在所述颅骨三维模型的视图中保留预设部分的颅骨，分割得到穿刺颅骨。

19、在一种可能的实施方式中，所述脑血肿区域的分割方法包括：

20、在所述ct图像中设置血肿图像种子点和血肿图像的ct阈值范围；

21、遍历所述ct图像中与所述血肿图像种子点像素连通的所有像素，将ct值在血肿图像的ct阈值范围内的像素确定为血肿图像；

22、对所述血肿图像进行形态学膨胀操作，然后进行形态学腐蚀操作，得到脑血肿区域。

23、在一种可能的实施方式中，所述起点与穿刺颅骨之间的穿刺路径的确定方法包括：

24、以所述穿刺目标点为起点，获取起点与穿刺颅骨之间的多条线段；

25、将符合预设的约束条件的线段确定为穿刺路径；其中，所述约束条件包括：线段的距离小于预设的第一距离阈值；和/或，线段与血管分布区域不相交，且该线段与血管分布区域的距离不能低于预设的第二距离阈值。

26、在一种可能的实施方式中，在生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型之后，还包括：

27、在所述三维模型的三维视图中，裁剪出用于固定穿刺导孔的导板形状，得到脑血肿穿刺引流导板。

28、第二方面，本发明实施例提供一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成系统，包括：

29、获取模块，用于获取患者术前的头部的ct图像和cta图像；

30、确定模块，用于对所述ct图像和cta图像进行图像配准，确定患者头部的血管分布区域；

31、分割模块，用于分割出所述ct图像中的穿刺颅骨和脑血肿区域；

32、构建模块，用于根据所述脑血肿区域确定穿刺目标点，根据所述血管分布区域，确定所述穿刺目标点与穿刺颅骨之间的穿刺路径，并以所述穿刺路径为中心线，构建三维的穿刺导管模型；

33、生成模块，用于根据所述ct图像生成头罩模型，将所述穿刺导管模型和所述头罩模型进行合并处理，生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型。

34、第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述第一方面中所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法的步骤。

35、第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面中所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法的步骤。

36、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

37、本发明提供一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，通过分割ct图像的穿刺颅骨和脑血肿区域，根据患者颅内的血管分布区域，确定穿刺目标点与穿刺颅骨之间的穿刺路径，由于考虑了患者颅内的血管分布区域和穿刺颅骨，该穿刺路径能够有效的避开颅内重要的动脉血管、静脉血管和矢状窦、窦汇、横窦、枕窦、额窦等静脉窦，进而，根据穿刺路径构建三维的穿刺导管模型，生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型，有利于提高穿刺导板的精准度，降低患者手术的风险。

技术特征：

1.一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，所述ct图像和cta图像的图像配准方法包括：

3.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，将图像配准后的cta图像中的每个像素的ct值减去对应的ct图像的每个像素的ct值，得到患者头部的血管分布区域。

4.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，所述穿刺颅骨的分割方法包括：

5.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，所述脑血肿区域的分割方法包括：

6.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，所述起点与穿刺颅骨之间的穿刺路径的确定方法包括：

7.如权利要求1所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法，其特征在于，在生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型之后，还包括：

8.一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任一项所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一项所述的脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种脑血肿穿刺引流导板模型的生成方法及系统，涉及颅内穿刺引流技术领域，该方法通过获取患者术前的头部的CT图像和CTA图像；对CT图像和CTA图像进行图像配准，确定患者颅内的血管分布区域；分割出CT图像中的穿刺颅骨和脑血肿区域；根据脑血肿区域确定穿刺目标点，根据血管分布区域，确定穿刺目标点与穿刺颅骨之间的穿刺路径，并以穿刺路径为中心线构建三维的穿刺导管模型；根据CT图像生成头罩模型，将穿刺导管模型和头罩模型进行合并处理，生成脑血肿穿刺引流导板的三维模型。这样，通过考虑患者颅内的血管分布区域和穿刺颅骨，使得穿刺路径能够有效的避开颅内重要血管和部位，从而提高穿刺导板的精准度，降低患者手术的风险。

技术研发人员：孙哲,樊昭磊,刘冲,颜世舵,王剑
受保护的技术使用者：图灵医道医疗器械科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13