一种前列腺适形消融范围的确定方法及装置与流程

本技术涉及计算机程序实现并完成的图像处理、手术模拟及规划相关的，尤其涉及针对前列腺增生进行的消融手术的领域，更尤其涉及一种用于指导前列腺消融手术的前列腺适形消融范围的确定方法及装置。

背景技术：

1、良性前列腺增生，又称前列腺肥大，是引起中老年男性排尿障碍最为常见的一种良性疾病，是全球泌尿外科临床诊疗中最为常见的疾病之一。流行病学组织学上 bph 的发生率随年龄的增长而增加，一般发生在40岁以后，60岁男性人群中 bph 的发生率大于50%，80岁时高达83%。主要表现为组织学上的前列腺间质和腺体成分的增生、解剖学上的前列腺增大（benign prostatic enlargement , bpe）尿动力学上的膀胱出口梗阻（bladderoutletobstruction , boo）和以下尿路症状（luts）为主的临床症状。

2、良性前列腺增生由包绕尿道的前列腺内腺为主，不断增生的腺体挤压前列腺外腺，进而形成前列腺外科包膜。良性前列腺增生外科开放手术和剜除类手术以移除增生的内腺，保留外科包膜为治疗方式。针对前列腺增生消融手术效果的评价是多方面的，其中通过测量最大尿流率（qmax）是客观评价的关键性指标。最大尿流率是用尿流率计（尿流率图记录仪）描记下排尿过程连续的即刻尿流率数值曲线的峰值。最大尿流率计算单位毫升/秒。最大尿流率提示受试对象解尿时膀胱及尿道功能的综合结果。临床多采用测量最大尿流率的方式评估前列腺增生消融手术的效果。

3、目前针对前列腺增生进行的各种消融手术，大多采用沿前列腺包膜层面进行最大限度的消融或剜除增生组织，手术治疗时间动辄1至2个小时，患者需要长时间处于麻醉状态，存在麻醉风险。术者也要长时间手持内窥镜操作，体力消耗很大。并且上述手术方式，在完全切除增生组织后，形成了一个球形空腔，排尿时，尿液在球形空腔中形成涡流，造成最大尿流率指标改善不显著。

4、如何改善前列腺增生的手术方式以期取得较好的手术效果，尤其是，如何设置或改进针对前列腺增生进行消融手术的手术方案，以指导消融手术，减少手术时间，提高手术准确度，并最大程度提高最大尿流率指标，获得最佳的手术效果，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本技术提出前列腺适形消融的概念，即通过对手术路径规划方案的优化，实现前列腺消融手术方案优化，达到手术效果优化，使得术后可有效恢复患者尿道的通畅度，明显改善最大尿流率。

2、本技术提出一种前列腺适形消融范围的确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取前列腺区域横断面图像的图像集，所述图像集包含从膀胱颈口位置至前列腺尖部或中部位置的多幅相互平行的横断面图像；基于膀胱颈口位置的横断面图像确定第一消融边界点，以及基于前列腺尖部或中部位置的横断面图像确定第二消融边界点；基于所述膀胱颈口位置的横断面图像的第一消融边界点以及所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的第二消融边界点，确定所述图像集中其余每幅横断面图像的消融范围。

3、作为优选，还包含以下步骤：基于所述第一消融边界点确定所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融范围，以及基于所述第二消融边界点确定所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融范围。

4、作为优选，还包含以下步骤：基于所述第一消融边界点进行拟合得到轮廓线，并将轮廓线内的区域作为所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融范围；以及基于所述第二消融边界点进行拟合得到轮廓线，并将轮廓线内的区域作为所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融范围。

5、作为优选，还包含以下步骤：在所述膀胱颈口位置的横断面图像上标记第一外科包膜边界，以及在所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像上标记第二外科包膜边界；步骤s3所确定的所述膀胱颈口位置的消融范围不超过所述第一外科包膜边界，所述前列腺尖部或中部位置的消融范围不超过所述第二外科包膜边界。

6、作为优选，还包含以下步骤：在所述膀胱颈口位置的横断面图像上标记第一尿道边界，以所述第一尿道边界范围内的点作为出发点，确定所述第一消融边界点；以及在所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像上标记第二尿道边界，以所述第二尿道边界范围内的点作为出发点，确定所述第二消融边界点。

7、作为优选，还包含以下步骤：在所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融区域轮廓线、和所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融区域轮廓线上，分别选取一个或多个特征点作为第一消融边界点、第二消融边界点。

8、作为优选，还包含以下步骤：根据消融区域轮廓的形状参数，分别确定第一消融边界点、第二消融边界点。

9、作为优选，还包含以下步骤：基于所述第一消融边界点与所述第二消融边界点，确定所述图像集中其余每幅横断面图像上的消融边界点，并根据所确定的每幅横断面图像上的消融边界点确定该幅横断面图像的消融范围。

10、作为优选，按照以下公式确定所述图像集中其余每幅横断面图像上的消融边界点：rij=r0j-di×|r0j-rlj|/d，其中，i表示横断面图像的编号，j表示每幅横断面图像上的消融边界点的编号，i=0，1……l，j=1，2……n，rij表示横断面图像fi上所确定的消融边界点的位置参数，膀胱颈口位置的横断面图像为fi(i=0)，前列腺尖部或中部位置的横断面图像为fi(i=l)，第一消融边界点的位置参数为r0j,第二消融边界点的位置参数为rlj，di为横断面图像fi（i=1，2……l-1）与横断面图像f0之间的距离，d为横断面图像f0与横断面图像fl之间的距离。

11、作为优选，所述方法还包含在所确定的消融范围基础上结合对前列腺的塌缩趋势预测值作为优化的消融范围的步骤。

12、本技术还提出一种前列腺适形消融范围的确定装置，其特征在于，所述装置包括：图像获取模块，用于获取前列腺区域横断面图像的图像集，所述图像集包含膀胱颈口位置至从前列腺尖部或中部位置的多幅相互平行的横断面图像；消融边界点确定模块，包含：第一消融边界点确定模块，用于基于膀胱颈口位置的横断面图像确定第一消融边界点；以及第二消融边界点确定模块，用于基于前列腺尖部或中部位置的横断面图像确定第二消融边界点；消融范围确定模块，用于基于所述膀胱颈口位置的横断面图像的第一消融边界点以及所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的第二消融边界点，确定所述图像集中其余每幅横断面图像的消融范围。

13、作为优选，所述消融范围确定模块还包括：第一消融范围确定模块，用于基于所述第一消融边界点确定所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融范围；以及第二消融范围确定模块，用于基于所述第二消融边界点确定所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融范围。

14、作为优选，所述第一消融范围确定模块基于所述第一消融边界点进行拟合得到轮廓线，并将轮廓线内的区域作为所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融范围；所述第二消融范围确定模块基于所述第二消融边界点进行拟合得到轮廓线，并将轮廓线内的区域作为所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融范围。

15、作为优选，所述消融边界点确定模块在所述膀胱颈口位置的横断面图像上标记第一外科包膜边界，以及在所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像上标记第二外科包膜边界；所述消融范围确定模块所确定的所述膀胱颈口位置的消融范围不超过所述第一外科包膜边界，所述前列腺尖部或中部位置的消融范围不超过所述第二外科包膜边界。

16、作为优选，所述消融边界点确定模块还包含：第一尿道边界标记模块，用于在所述膀胱颈口位置的横断面图像上标记第一尿道边界，所述第一消融边界点确定模块以所述第一尿道边界范围内的点作为出发点，确定所述第一消融边界点；以及第二尿道边界标记模块，用于在所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像上标记第二尿道边界，所述第二消融边界点确定模块以所述第二尿道边界范围内的点作为出发点，确定所述第二消融边界点。

17、作为优选，所述消融边界点确定模块在所述膀胱颈口位置的横断面图像的消融区域轮廓线、和所述前列腺尖部或中部位置的横断面图像的消融区域轮廓线上，分别选取一个或多个特征点作为第一消融边界点、第二消融边界点。

18、作为优选，所述消融边界点确定模块根据区域轮廓的形状参数，分别确定第一消融边界点、第二消融边界点。

19、作为优选，所述消融范围确定模块基于所述第一消融边界点与所述第二消融边界点，确定所述图像集中其余每幅横断面图像上的消融边界点，并根据所确定的每幅横断面图像上的消融边界点确定该幅横断面图像的消融范围。

20、作为优选，所述消融范围确定模块按照以下公式确定所述图像集中其余每幅横断面图像上的消融边界点：rij=r0j-di×|r0j-rlj|/d，其中，i表示横断面图像的编号，j表示每幅横断面图像上的消融边界点的编号，i=0，1……l-1，j=1，2……n，rij表示横断面图像fi上所确定的消融边界点的位置参数，膀胱颈口位置的横断面图像为fi(i=0)，前列腺尖部或中部位置的横断面图像为fi(i=l)，第一消融边界点的位置参数为r0j,第二消融边界点的位置参数为rlj，di为横断面图像fi（i=1，2……l-1）与横断面图像f0之间的距离，d为横断面图像f0与横断面图像fl之间的距离。

21、作为优选，所述消融范围确定模块在所确定的消融范围基础上结合对前列腺的塌缩趋势预测值作为优化的消融范围。

22、作为优选，所述图像获取模块包括：前列腺立体影像获取模块、trus直肠超声图像获取模块、以及图像融合模块。

23、本技术还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行实现前述前列腺适形消融范围的确定方法的步骤。

24、本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述前列腺适形消融范围的确定方法的步骤。

25、本技术还提供一种前列腺适形消融手术系统，包括：消融装置，成像装置，手术机器人装置，还包括前述电子设备或者前述计算机可读存储介质，可执行实现前述前列腺适形消融范围的确定方法的步骤，并可根据所确定的消融范围完成适形消融手术。

26、本技术实施例采用的上述至少一个技术方案至少能够达到以下有益效果：

27、本技术通过对前列腺区域的图像进行识别、计算等处理，所确定的消融范围，作为医生或术者进行前列腺增生切除手术操作的指导，能够极大程度提高最大尿流率指标。本技术可与前列腺增生手术机器人消融系统协同工作，能量平台可以采用电刀和/或激光和/或水射流和/或热蒸汽等。根据本技术所提供的方法和装置，能够以较短的时间快速给出前列腺消融的最佳消融范围，不仅有利于缩短手术时间，极大程度提高手术效率，且能够有效降低医务人员工作强度，确保手术的安全性，为实现精准手术提供帮助，并且能够有助于实现术后最大尿流率这一最佳手术指标，极大改善手术效果。