基于MRI的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统的制作方法

本发明涉及医疗设备，特别涉及一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统。

背景技术：

1、目前，随着医疗技术的不断发展，在进行外科手术之前进行病灶定位及穿刺引导已被广泛应用在临床，病灶定位及穿刺引导可以帮助医生准确地定位、瞄准要处理的部位，从而避免无效的穿刺、维持血管和神经的完整性，提高了治疗效果，其中，mri的乳腺外科手术就是其中的一种应用；

2、但是，传统的外科手术术前病灶定位及穿刺引导多依赖于静态的影像学技术，如x射线、ct等，会对患者产生辐射影响，而且在手术过程中，患者的解剖结构和病变位置可能会发生变化，例如呼吸、肿瘤移动等，这导致静态影像无法准确反映实时的解剖情况，从而可能导致目标无法精准定位或引导，同时，传统的病灶定位和穿刺引导通常需要停止手术操作，将患者移动到影像设备旁边进行扫描和分析，这造成了操作过程的延迟，并且在实时引导方面存在限制；

3、因此，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，用以通过mri扫描仪获取患者的乳腺部位mri图像，避免了对患者造成辐射影响，其次，对得到的乳腺部位mri图像进行预处理和解析，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，并根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，便于根据三维模型对乳腺部位的病灶区域进行准确有效的确定，保障了病灶区域确定的准确性以及可靠性，最后，通过构建的三维模型规划最佳穿刺引导路径，并通过实时的可视化的引导图像进行穿刺引导，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

2、本发明提供了一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，包括：

3、图像获取模块，用于基于mri扫描仪获取患者的乳腺部位mri图像，并对乳腺部位mri图像进行预处理，确定组织结构特征；

4、病灶定位模块，用于基于组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，并基于三维模型确定病灶区域，且对病灶区域进行解析，确定病灶区域的病灶特征；

5、穿刺引导模块，用于基于病灶特征对病灶区域进行标记，并基于标记结果确定穿刺引导路径，且基于可视化的引导图像对穿刺引导路径进行实时动态指引。

6、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

7、异常检测单元，用于基于预设金属探测仪对患者进行扫描，并基于扫描结果确定是否存在金属物品，且当存在金属物品时，对金属物品进行定位的同时向监测终端发送报警通知；

8、定位单元，用于当不存在金属物品时，基于乳腺部位与mri扫描仪的标准相对位置关系以及患者的身体特征参数对患者的乳腺部位进行定位指引，并基于定位指引结果向mri扫描仪发送触发指令；

9、扫描单元，用于基于触发指令控制mri扫描仪对患者的乳腺部位进行动态扫描，并基于扫描结果得到患者的乳腺部位mri图像。

10、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，扫描单元，包括：

11、图像解析子单元，用于对得到的乳腺部位mri图像进行拆分，得到mri图像块，并分别提取每一mri图像块的像素值；

12、对比度确定子单元，用于将任意mri图像块的像素值进行差异比较，得到任意两个mri图像块之间的像素差，并将像素差进行加权求和，得到乳腺部位mri图像的对比度；

13、干预子单元，用于将对比度与基准造影对比度进行对比，并当对比度小于基准造影对比度时向监测终端发送注射造影剂通知，且在注射完成后重新获取乳腺部位mri图像。

14、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

15、图像调取单元，用于调取得到的乳腺部位mri图像，并将乳腺部位mri图像进行等规格区域划分，得到待去噪图像区域块；

16、图像去噪单元，用于：

17、基于预设相似度度量指标对每个待去噪图像区域块进行像素遍历，并基于像素遍历结果得到的像素特征确定相似待去噪图像区域块对；

18、基于相似待去噪图像区域块对分别确定每一待去噪图像区域块对中当前待去噪图像区域块的噪声分布，并基于噪声分布对当前待去噪图像区域块进行图像滤波；

19、基于原位置信息以及图像滤波结果将去噪处理后得到的每一标准图像区域块进行图像归位，并基于图像归位结果完成对乳腺部位mri图像的预处理。

20、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，图像获取模块，包括：

21、图像分析单元，用于对预处理后的乳腺部位mri图像进行解析，确定乳腺部位mri图像中的乳腺外轮廓信息点，并基于乳腺外轮廓信息点确定乳腺轮廓框架；

22、信息解析单元，用于：

23、基于乳腺轮廓框架筛选敏感图像区域，并分别确定敏感图像区域中不同位置处的不同方向下的磁共振信号特征；

24、基于不同方向下的磁共振信号特征确定同一位置处不同方向下的结构形态特征信息，并基于不同方向之间的方向关联关系将同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行特征关联，得到子腺体结构特征；

25、组织结构特征确定单元，用于：

26、基于特征关联结果确定不同子腺体结构特征在乳腺轮廓框架中的分布形态，并基于分布形态将不同子腺体结构特征进行关联封装；

27、基于关联封装结果得到乳腺部位的组织结构特征。

28、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，病灶定位模块，包括：

29、信息调取单元，用于调取得到的组织结构特征，并基于组织结构特征锁定定位组织结构，且对定位组织结构进行定位标记；

30、模型构建单元，用于基于定位标记结果根据计算机对定位组织结构进行初始建模，同时，分别确定其余组织结构与定位组织结构的空间位置关系，并基于空间位置关系对其余组织结构进行二次建模；

31、模型处理单元，用于基于组织结构特征提取各组织结构的色彩阈值特征，并基于色彩阈值特征对二次建模后的三维模型进行模型渲染，且基于模型渲染结果得到乳腺部位最终的三维模型。

32、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，病灶定位模块，包括：

33、模型解析单元，用于基于三维模型确定乳腺部位中不同组织结构的生理表征，并基于病变量化指标构建病变评估体系，且基于病变评估体系对不同组织结构的生理表征进行分析，得到病灶区域；

34、病灶区域解析单元，用于提取病灶区域的边缘特征，并基于边缘特征确定病灶区域与正常组织结构区域的边缘分界线，且基于边缘分界线将病灶区域与正常组织结构区域进行划分；

35、病灶特征确定单元，用于：

36、基于划分结果提取病灶区域的像素灰度分布，并基于像素灰度分布确定病灶区域的病灶核心区域以及病灶边缘扩散区域；

37、分别确定不同方位下的病灶边缘扩散区域边缘至病灶核心区域中心的目标距离，并基于目标距离确定病灶区域的覆盖面特征；

38、基于三维模型对病灶区域进行全局分析，并基于全局分析结果得到病灶区域在三维模型中的目标位置；

39、基于病灶区域的覆盖面特征以及目标位置得到病灶区域的病灶特征。

40、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

41、区域标记单元，用于基于病灶特征在三维模型中对病灶区域进行区域标记，并基于区域标记结果在病灶区域中确定样本采样位置，且对样本采样位置进行点标记；

42、路径规划单元，用于确定穿刺切入点以及途径组织结构区域，并基于穿刺约束条件、穿刺切入点和点标记结果确定途径组织结构区域的n条穿刺引导路径；

43、路径确定单元，用于基于乳腺部位的三维模型对n条穿刺引导路径进行迭代模拟穿刺，并基于评估指标对每一次迭代模拟穿刺结果进行置信度评估，且基于置信度评估结果确定最终的穿刺引导路径。

44、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，穿刺引导模块，包括：

45、穿刺追踪单元，用于配置穿刺追踪监控线程，并当穿刺开始时同步触发穿刺追踪监控线程，且基于穿刺追踪监控线程对预设穿刺装置进行实时追踪；

46、显示单元，用于将预设穿刺装置的实时追踪结果在穿刺引导路径上进行映射显示，并基于映射显示结果构建可视化的引导图像，且基于可视化的引导图像确定预设穿刺装置与穿刺引导路径的相对位置关系；

47、动态指引单元，用于：

48、当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径重合时，确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置，并基于当前位置确定预设穿刺装置在下一阶段的穿刺方向以及移动角度；

49、基于穿刺方向以及移动角度在可视化的引导图像中采用虚拟闪烁引导标记点对下一阶段的穿刺引导路径进行突出显示，完成实时动态指引。

50、优选的，一种基于mri的乳腺外科手术术前病灶定位及穿刺引导系统，动态指引单元，包括：

51、动态修正子单元，用于当相对位置关系为预设穿刺装置与穿刺引导路径不重合时，向管理终端发送预警通知，并基于预警通知结果确定预设穿刺装置在穿刺引导路径中所处的当前位置相对穿刺引导路径的偏转角度；

52、修正指引子单元，用于：

53、基于偏转角度确定对预设穿刺装置的修正路径，并基于差异显示将修正路径在可视化的引导图像进行突出显示；

54、基于突出显示结果与预设穿刺装置的穿刺方向以及穿刺角度进行修正指引。

55、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

56、1.通过mri扫描仪获取患者的乳腺部位mri图像，避免了对患者造成辐射影响，其次，对得到的乳腺部位mri图像进行预处理和解析，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，并根据得到的组织结构特征构建乳腺部位的三维模型，便于根据三维模型对乳腺部位的病灶区域进行准确有效的确定，保障了病灶区域确定的准确性以及可靠性，最后，通过构建的三维模型规划最佳穿刺引导路径，并通过实时的可视化的引导图像进行穿刺引导，保障了穿刺的时效性，提高了穿刺引导的精准性，便于医生快速准确的穿刺至病变区域，提高了治疗效果。

57、2.通过对预处理后的乳腺部位mri图像进行解析，实现对乳腺轮廓框架进行锁定，其次，通过对乳腺轮廓框架内部的mri图像进行解析，实现对敏感图像区域进行有效锁定，并对锁定的敏感图像区域进行解析，实现对同一位置处不同方向下的结构形态特征信息进行有效去欸的那个，最后，根据不同方向之间的方向关联关系将同一位置处的结构形态特征信息进行特征关联以及对不同位置处的子腺体结构特征进行关联，实现对乳腺部位的组织结构特征进行准确有效的确定，为构建乳腺部位的三维模型提供了可靠保障，便于根据构建的三维模型对病灶区域进行锁定以及对穿刺引导路径进行准确有效的规划。

58、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

59、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。