一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法

本发明涉及医疗辅助，特别是涉及一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法。

背景技术：

1、肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，致死率高，严重危害人们的生命健康，中国是世界上肺癌患者最多的国家。肺癌的诊断方法包括病史分析、化验、病理检查、影像学检查等，其中病理检查通过介入方式获得待检组织，对组织进行相应的检查，其可靠性最高。经皮穿刺手术具有创口面积小，恢复效果快，对人体损伤小和价格便宜等优点，是肺癌诊断和治疗的一种重要方式。穿刺手术在肺癌的应用包括穿刺活检和放射性粒子治疗两种方式。穿刺活检是病理检查，穿刺针刺入肺部病变部位获取组织进行检查；粒子治疗通过将放射性粒子借助穿刺针置入病变位置，对周围组织造成持续性伤害达到治愈的效果。

2、穿刺手术的准确性依赖于对手术路径的规划模型研究，手术路径的精确规划有利于提高手术成功率，降低手术风险。传统的穿刺手术，医生需要借助mri影响机的影像来完成穿刺，通过影像确定进针点和病灶区，在术前对穿刺针进行路径规划，术前规划并没有有效的方法选择的穿刺路径进行模拟，评估路径的精确性和风险程度。术前规划出现规划问题，在手术过程中需要调整穿刺针，穿刺针在组织中调整造成组织损伤，引起并发症，手术的精确度依赖于医生的经验。在穿刺针进入组织后，医生只能通过不断的ct扫描来获取当前针的弯曲现状和位置，增加了患者和医生受到辐射的时间，对人体造成一定的损害。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中肺部穿刺手术术前路径规划精度差的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法，所述方法包括：

2、s1、建立肺部模型，其中，肺部模型包括肺部中的血管模型；

3、s2、将建立的肺部模型导入到unity三维操作系统中；

4、s3、确定肺部模型中组织目标点和穿刺针的进针点，其中，所述穿刺针上集成fbg传感器；

5、s4、规划穿刺针的初步穿刺路径；

6、s5、穿刺针按照初步穿刺路径插入肺部模型中，进行模拟穿刺手术；

7、s6、采集穿刺针在肺部模型中的长度，角度和速度，重构穿刺针在肺部模型中的形状和位置；

8、s7、通过穿刺针在肺部模型中的形状和位置，基于rrt算法重新规划穿刺针的穿刺路径。

9、优选地，步骤s1中，肺部模型中的血管模型，用于模拟路径规划的避障。

10、优选地，步骤s6中，通过穿刺针上集成的fbg传感器反馈的信号，获取穿刺针在肺部模型中的长度，角度和速度，重构穿刺针在肺部模型中的形状和位置。

11、本发明提供的一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法，提高了肺部穿刺手术术前路径规划的精确度，减少医生和患者受到的辐射。fbg制造成本低、成本较低、重复性高，易于实现成规模加工。

12、本发明提供的一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法，对医生径行术前训练，有助于提升医生手术训练结果，提高手术成功率。

技术特征：

1.一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，肺部模型中的血管模型，用于模拟路径规划的避障。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s6中，通过穿刺针上集成的fbg传感器反馈的信号，获取穿刺针在肺部模型中的长度，角度和速度，重构穿刺针在肺部模型中的形状和位置。

技术总结
本发明提供了一种模拟肺部穿刺手术路径规划的方法，包括：S1、建立肺部模型，其中，肺部模型包括肺部中的血管模型；S2、将建立的肺部模型导入到Unity三维操作系统中；S3、确定肺部模型中组织目标点和穿刺针的进针点，其中，所述穿刺针上集成FBG传感器；S4、规划穿刺针的初步穿刺路径；S5、穿刺针按照初步穿刺路径插入肺部模型中，进行模拟穿刺手术；S6、采集穿刺针在肺部模型中的长度，角度和速度，重构穿刺针在肺部模型中的形状和位置；S7、通过穿刺针在肺部模型中的形状和位置，基于RRT算法重新规划穿刺针的穿刺路径。本发明提高了肺部穿刺手术术前路径规划的精确度，对医生径行术前训练，有助于提升医生手术训练结果，提高手术成功率。

技术研发人员：何彦霖,张帆,祝连庆,孙广开,周康鹏,祝航威
受保护的技术使用者：北京信息科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14