導航路徑規劃裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及醫療器械技術領域，具體涉及一種導航路徑規劃裝置。
【背景技術】
[0002]目前基于電磁導航技術的經肺部自然氣道的介入式醫療技術，首先導入病人的肺部計算機斷層攝影(computed tomography, CT)影像數據，接著劃定病變區域，并重建出主氣管和支氣管的三維模型。之后，根據主氣管和支氣管的三維模型，從主氣管朝向支氣管的方向計算經各級支氣管到達病變位置的路徑。在術中階段，首先將帶有電磁傳感器的指引導管插入支氣管鏡中，使用支氣管鏡到達導航軟件要求的幾個關鍵部位并標記；根據這些標記位置計算出重建的主氣管和支氣管樹三維模型與肺部在實際電磁導航空間中的位置的對應關系，即規劃路徑與實際位置的配準；最后，再根據之前從主氣管朝支氣管方向建立的導航路徑引導電磁傳感器經各級支氣管接近和到達病變位置。
[0003]然而，現有技術中存在以下缺陷:首先，由CT影像數據重建的主氣管和支氣管的三維模型不夠精確，其中若為了保證準確，則無法重建出下級支氣管樹結構，反之，若提高下級支氣管樹結構的級數，則無法保證重建出的三維模型的準確性。其次，通過上述從主氣管朝向支氣管方式所獲得的路徑規劃結果，如果病變位置在較深位置，則缺乏下級支氣管信息，無法準確建立經自然氣道的導航路徑，只能通過定位信息不斷嘗試接近病變位置。再者，配準算法可能有誤差，越進入肺部深處誤差越明顯，可能導致導航路徑偏移至自然氣道外的肺部組織里，并且在導航軟件中顯示到達病變位置后仍無法保證電磁傳感器在肺部內確實到達病變位置，必需藉助其他手段來進行確認，例如通過X光影像或CT等顯像技術來達成，徒增操作上的不便和增加X射線對醫生和患者身體的輻射損害。
【發明內容】
[0004]本申請所要解決的技術問題在于提供一種導航路徑規劃裝置，從而解決了術前導航路徑規劃時無法識別下級支氣管并建立導航路徑的問題等。
[0005]為了解決上述問題，本申請揭示了一種導航路徑規劃裝置，適于在肺部區域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎上對醫療器械進行導航路徑的規劃。導航路徑規劃裝置包括影像導入模塊、三維影像重建模塊以及路徑規劃模塊。影像導入模塊用以接收CT圖像的原始圖像數據，并且根據原始圖像數據產生三維CT圖像信息。三維影像重建模塊耦接于影像導入模塊。三維影像重建模塊包括三維重建單元以及支氣管識別分割單元，其中三維重建單元用以接收三維CT圖像信息，并且根據三維CT圖像信息重建出肺部區域的三維結構數據；支氣管識別分割單元用以接收肺部區域的三維CT圖像信息和三維結構數據以及根據所述肺部區域的三維CT圖像信息識別肺部區域的三維結構數據中的支氣管樹結構，并且進行分割處理，而獲得支氣管樹三維影像的結構數據，且支氣管樹三維影像的結構數據包括圖像坐標信息。路徑規劃模塊分別耦接于影像導入模塊和三維影像重建模塊。路徑規劃模塊用以接收三維CT圖像信息以及支氣管樹三維影像，并且根據三維CT圖像信息和支氣管樹三維影像的結構數據分別在CT圖像和/或支氣管樹三維影像上繪制導航路徑。
[0006]進一步地，在上述的導航路徑規劃裝置中，支氣管樹結構包括主氣管和多級支氣管，導航路徑沿著主氣管和多級支氣管繪制，并且在CT圖像上標記有標定位置、目標位置、第一上級隆突標記、第一下級隆突標記、第二上級隆突標記、第二下級隆突標記和主隆突標記，其中標定位置位于多級支氣管中的其中一個支氣管上；目標位置與標定位置相互重疊；第一上級隆突標記位于此支氣管的上級分叉處；第一下級隆突標記位于以第一上級隆突標記為上級分叉點的另一支氣管的下級分叉處；第二上級隆突標記位于以第一上級隆突標記為下級分叉點的上一級支氣管的上級分叉處；第二下級隆突標記位于以第二上級隆突標記為上級分叉點的另一支氣管的下級分叉處；主隆突標記位于主氣管和多級支氣管的分叉處。并且，目標位置、第一上級隆突標記、第一下級隆突標記、第二上級隆突標記、第二下級隆突標記和主隆突標記相互連接，而構成導航路徑。
[0007]進一步地，在上述的導航路徑規劃裝置中，支氣管樹結構包括主氣管和多級支氣管，導航路徑沿著主氣管和多級支氣管繪制，并且在CT圖像上標記有標定位置、目標位置、第一上級隆突標記、第一下級隆突標記、第二上級隆突標記、第二下級隆突標記和主隆突標記，其中標定位置位于多級支氣管中相鄰的兩個支氣管之間；目標位置位于相鄰的兩個支氣管中距離標定位置最近的支氣管的下級分叉處；第一上級隆突標記位于以目標位置為下級分叉點的支氣管的上級分叉處；第一下級隆突標記位于以第一上級隆突標記為上級分叉點的另一支氣管的下級分叉處；第二上級隆突標記位于以第一上級隆突標記為下級分叉點的上一級支氣管的上級分叉處；第二下級隆突標記位于以第二上級隆突標記為上級分叉點的另一支氣管的下級分叉處；主隆突標記位于主氣管和多級支氣管的分叉處。并且，目標位置、第一上級隆突標記、第一下級隆突標記、第二上級隆突標記、第二下級隆突標記和主隆突標記相互連接，而構成導航路徑。
[0008]與現有技術相比，本申請可以獲得包括以下技術效果:
[0009]本申請的導航路徑規劃裝置，通過導航路徑從病變位置開始，朝向主氣管的方向依序進行標記的方式，保證了導航路徑的唯一性，并且提高導航路徑的識別性，從而解決了術前導航路徑規劃時無法識別下級支氣管并建立導航路徑的問題。
【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0011]圖1是本申請實施例的導航路徑規劃裝置的方塊示意圖；
[0012]圖2是本申請方法實施例的導航路徑規劃方法流程圖；
[0013]圖3和圖4分別是對應本申請實施例的導航路徑規劃方法中的支氣管樹三維影像示意圖；
[0014]圖5和圖6分別是對應本申請實施例的導航路徑規劃方法中的CT圖像示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將配合附圖及實施例來詳細說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。
[0016]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”或“電性連接” 一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其它裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0017]還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其它變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統中還存在另外的相同要素。
[0018]實施例描沐
[0019]本申請的導航路徑規劃裝置適于在肺部區域的CT圖像和支氣管樹三維影像的基礎上，對醫療器械進行導航路徑的規劃。
[0020]如圖1所示，本申請實施例所揭露的導航路徑規劃裝置10包括影像導入模塊110、三維影像重建模塊120以及路徑規劃模塊130。影像導入模塊110耦接于三維影像重建模塊120，用以接收多個CT圖像，并且根據多個CT圖像產生多個CT圖像信息。三維影像重建模塊120包括三維重建單元121以及支氣管識別分割單元122，其中三維重建單元121用以從影像導入模塊110接收多個CT圖像信息，并且根據多個CT圖像信息重建出支氣管樹三維影像。支氣管識別分割單元122接收三維CT圖像信息和肺部區域的三維結構數據，并且根據所述肺部區域的三維CT圖像信息識別肺部區域的三維結構數據中的支氣管樹結構，然后進行分割處理，從而得到支氣管樹三維影像的結構數據，例如支氣管樹三維影像的圖像坐標信息。
[0021]路徑規劃模塊130分別耦接于影像導入模塊110和三維影像重建模塊120。路徑規劃模塊130用以接收CT圖像信息以及支氣管樹三維影像，并且根據CT圖像信息以及支氣管樹三維影像在CT圖像上繪制導航路徑，其中導航路徑沿著支氣管樹結構的主氣管和多個支氣管繪制，并且在導航路徑上標示有目標位置、第一上級隆突標記、第一下級隆突標記、第二上級隆突標記、第二下級隆突標記和主隆突標記，導航路徑就是由這些位置和標記連接而成。
[0022]以下通過一些方法實施例對本申請實施例所揭露的導航路徑規劃裝置10對醫療器械進行導航路徑規劃的方式做進一步說明。
[0023]如圖2所示，本申請實施例所揭露的導航路徑規劃方法包括:
[0024]步驟S1I，獲得CT圖像；
[0025]步驟S102，在CT圖像上將病變位置標記為標定位置；