用于经皮穿刺手术的手术导航方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及医疗，具体为一种用于经皮穿刺手术的手术导航方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、经皮穿刺手术是指使用穿刺针或者手术器械经过皮肤进行穿刺到病灶进行活检或者进行治疗的微创手术。相较于开放性手术具有微创、出血少、恢复快等特点，被广泛应用于穿刺活检、抽吸引流、椎体成形术、冷热消融手术、dbs(deep brain stimulation，脑深部电刺激疗法)、臭氧消融、三叉神经痛治疗等术式中。传统的经皮穿刺手术的穿刺引导方式有：徒手穿刺(无引导)，超声引导，ct(computed tomography，计算机体层摄影)引导，核磁引导以及手术机器人引导等。徒手穿刺具有风险大、精度低以及手术过程不能可视化的特点；超声引导具备实时可视化引导的优势，但是超声图像显示分辨率低对医生手法要求很高；ct引导具备扫描速度快以及分辨率高的特点，但是患者需要承受辐射，而且在穿刺过程中需要被多次x线照射，容易给患者造成二次伤害；核磁图像扫描引导的方式成图速度慢，无辐射，但是对所需要的手术环境要求较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中经皮穿刺手术导航引导不方便的的技术问题，本发明提供了一种用于经皮穿刺手术的手术导航方法、装置、设备及介质。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明实施例第一方面，提供一种用于经皮穿刺手术的手术导航方法，所述方法包括：

4、响应于在预设检测区域内识别到多个配准标识，在确定所述多个配准标识在所述预设检测区域内相对静止，并且静止时间大于设定时间阈值的情况下，通过计算机体层摄影ct装置对经皮穿刺手术区域进行ct扫描，以生成医学数据成像和通信dicom图像数据，其中，所述多个配准标识粘贴至患者的待手术区域内，所述多个配准标识在所述患者身上所围成的范围为所述经皮穿刺手术区域；

5、基于所述预设检测区域内的第一预设坐标系，确定所述多个配准标识在所述第一预设坐标系中的第一坐标信息；

6、通过预设图像识别模型对所述dicom图像数据中的病症特征进行识别，生成所述经皮穿刺手术区域内所述病症特征的三维模型数据，并基于混合现实头显将所述三维模型数据投射至所述经皮穿刺手术区域内，生成全息混合现实图像；

7、基于所述混合现实头显内的第二预设坐标系，对所述多个配准标识在所述第二预设坐标系中位置进行识别，以生成第二坐标信息，并根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述全息混合现实图像进行校准；

8、基于校准后的所述全息混合现实图像和穿刺针在所述混合现实头显中的设定位置，确定所述经皮穿刺手术的穿刺路径，根据所述穿刺路径对所述经皮穿刺手术进行导航。

9、可选地，所述根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述全息混合现实图像进行校准，包括：

10、根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，确定所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系之间进行刚性变换的配准矩阵；

11、通过所述配准矩阵对所述全息混合现实图像进行校准。

12、可选地，所述根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，确定所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系之间进行刚性变换的配准矩阵，包括：

13、根据如下公式确定所述配准矩阵：

14、

15、其中，为所述第二坐标信息，为所述配准矩阵，为第一坐标信息，n为所述多个配准标识中任一配准标识的编号。

16、可选地，所述根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，确定所述第一预设坐标系与所述第二预设坐标系之间进行刚性变换的配准矩阵，包括：

17、对所述第一坐标信息和所述第二坐标信息进行齐次化，生成多个参数计算方程；

18、通过最小二乘法对所述多个参数计算方程进行计算，以生成所述配准矩阵的多个矩阵参数；

19、根据所述多个矩阵参数，确定所述配准矩阵。

20、可选地，所述通过预设图像识别模型对所述dicom图像数据中的病症特征进行识别，生成所述经皮穿刺手术区域内所述病症特征的三维模型数据，包括：

21、通过所述预设图像识别模型对所述dicom图像数据中的病症特征会进行识别，生成多帧特征图像数据；

22、基于所述多帧特征图像数据对所述dicom图像数据中的病症特征进行分割，并基于预设重组规则对分割后的所述dicom图像数据进行重组，以生成目标病症特征；

23、采用预设三维模型对所述目标病症特征进行三维建模，以生成所述三维模型数据。

24、可选地，所述基于校准后的所述全息混合现实图像和穿刺针在所述混合现实头显中的设定位置，确定所述经皮穿刺手术的穿刺路径，包括：

25、根据所述全息混合现实图像和所述设定位置，确定所述穿刺路径中的多个靶点，以及各靶点对应靶线与所述穿刺针之间的角度信息；

26、根据所述多个靶点和所述角度信息，生成所述穿刺路径。

27、可选地，所述通过预设图像识别模型对所述dicom图像数据中的病症特征进行识别，生成所述经皮穿刺手术区域内所述病症特征的三维模型数据，包括：

28、通过所述预设图像识别模型对所述dicom图像数据进行中值滤波，生成第一处理数据；

29、对所述第一处理数据中的病症特征边缘进行边缘检测，生成第二处理数据；

30、对所述第二处理数据进行霍夫变换，确定所述病症特征在所述dicom图像数据中的多个球中心点，基于所述多个球中心点生成所述三维模型数据。

31、根据本公开实施例的第二方面，提供一种用于经皮穿刺手术的手术导航装置，所述装置包括：

32、第一生成模块，用于响应于在预设检测区域内识别到多个配准标识，在确定所述多个配准标识在所述预设检测区域内相对静止，并且静止时间大于设定时间阈值的情况下，通过计算机体层摄影ct装置对经皮穿刺手术区域进行ct扫描，以生成医学数据成像和通信dicom图像数据，其中，所述多个配准标识粘贴至患者的待手术区域内，所述多个配准标识在所述患者身上所围成的范围为所述经皮穿刺手术区域；

33、确定模块，用于基于所述预设检测区域内的第一预设坐标系，确定所述多个配准标识在所述第一预设坐标系中的第一坐标信息；

34、第二生成模块，用于通过预设图像识别模型对所述dicom图像数据中的病症特征进行识别，生成所述经皮穿刺手术区域内所述病症特征的三维模型数据，并基于混合现实头显将所述三维模型数据投射至所述经皮穿刺手术区域内，生成全息混合现实图像；

35、校准模块，用于基于所述混合现实头显内的第二预设坐标系，对所述多个配准标识在所述第二预设坐标系中位置进行识别，以生成第二坐标信息，并根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述全息混合现实图像进行校准；

36、执行模块，用于基于校准后的所述全息混合现实图像和穿刺针在所述混合现实头显中的设定位置，确定所述经皮穿刺手术的穿刺路径，根据所述穿刺路径对所述经皮穿刺手术进行导航。

37、根据本公开实施例的第三方面提供一种电子设备，包括：

38、处理器；

39、用于存储处理器可执行指令的存储器；

40、其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令实现本公开第一方面中任一项所述用于经皮穿刺手术的手术导航方法的步骤。

41、根据本公开实施例的第三四面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现第一方面中任一项所述用于经皮穿刺手术的手术导航方法的步骤。

42、本发明提供了一种用于经皮穿刺手术的手术导航方法、装置、设备及介质，与现有技术相比具备以下有益效果：

43、通过上述方式，响应于在预设检测区域内识别到多个配准标识，在确定多个配准标识在预设检测区域内相对静止，并且静止时间大于设定时间阈值的情况下，通过计算机体层摄影ct装置对经皮穿刺手术区域进行ct扫描，以生成医学数据成像和通信dicom图像数据，其中，多个配准标识粘贴至患者的待手术区域内，多个配准标识在患者身上所围成的范围为经皮穿刺手术区域，基于预设检测区域内的第一预设坐标系，确定多个配准标识在第一预设坐标系中的第一坐标信息，通过预设图像识别模型对dicom图像数据中的病症特征进行识别，生成经皮穿刺手术区域内病症特征的三维模型数据，并基于混合现实头显将三维模型数据投射至经皮穿刺手术区域内，生成全息混合现实图像，基于混合现实头显内的第二预设坐标系，对多个配准标识在第二预设坐标系中位置进行识别，以生成第二坐标信息，并根据第一坐标信息和第二坐标信息，对全息混合现实图像进行校准，基于校准后的混合现实图像和穿刺针在混合现实头显中的设定位置，确定经皮穿刺手术的穿刺路径，根据穿刺路径对经皮穿刺手术进行导航。从而能够实现在经皮穿刺手术过程中，对穿刺路径进行实时引导，提高穿刺效率和穿刺精度，同时能够降低手术过程中患者辐射量，避免对患者造成二次创伤。