CN119326505B - 基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 - Google Patents
基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN119326505B CN119326505B CN202411875658.7A CN202411875658A CN119326505B CN 119326505 B CN119326505 B CN 119326505B CN 202411875658 A CN202411875658 A CN 202411875658A CN 119326505 B CN119326505 B CN 119326505B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dimensional
- image information
- dimensional image
- confirmed
- determining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
- A61B17/3403—Needle locating or guiding means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
- A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2055—Optical tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本申请公开了一种基于三维扫描的穿刺方法及相关产品,所述方法包括:获取目标三维CT图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
Description
技术领域
本申请涉及医疗影像处理技术领域,尤其涉及一种基于三维扫描的穿刺方法及相关产品。
背景技术
在医学领域,穿刺手术指使用穿刺针沿穿刺路径对待穿刺对象的病灶进行穿刺,以使穿刺针刺入病灶。目前的穿刺方法首先规划针对待穿刺对象的穿刺路径,然后控制穿刺针沿进针通道移动,以使穿刺针的运动路径与穿刺路径重合,从而完成对待穿刺对象的穿刺。但是目前的穿刺方法规划穿刺路径的时间长。
发明内容
本申请提供一种基于三维扫描的穿刺方法及相关产品,以减少规划穿刺路径的时间,其中,相关产品包括基于三维扫描的穿刺装置、电子设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品。
第一方面,提供了一种基于三维扫描的穿刺方法,所述方法包括:
获取目标三维计算机断层扫描(computed tomography,CT)图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;
从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;
从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;
基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;
基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
结合本申请任一实施方式,在所述基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径之前,所述方法还包括:
获取校准三维CT图像,所述校准三维CT图像是通过所述三维扫描设备对校准工装进行三维扫描得到的CT图像,所述校准工装包括至少一个光学标记物;
确定所述至少一个光学标记物在所述CT坐标系下的至少一个第一位置;
基于所述至少一个第一位置,与所述至少一个光学标记物在所述世界坐标系下的至少一个第二位置,得到所述转换矩阵,所述至少一个第二位置是通过光学追踪系统对所述至少一个光学标记物进行定位得到的。
结合本申请任一实施方式,在所述三维扫描设备扫描得到所述目标三维CT图像和所述校准三维CT图像的过程中,所述三维扫描设备均是以第三位置为起始位置开始扫描的。
结合本申请任一实施方式,所述获取目标三维CT图像,包括:
获取第一三维图像信息和第二三维图像信息,所述第一三维图像信息包括所述三维扫描设备以第一位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,所述第二三维图像信息包括所述三维扫描设备以第二位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息;
在所述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与所述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从所述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从所述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息;所述第一待确认三维图像信息所表示的位置与所述第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置;所述第二三维图像信息中不存在所述第三三维图像信息所表示的位置,所述第一三维图像信息中不存在所述第四三维图像信息所表示的位置;
基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容;
基于所述待确认位置的图像内容、所述第一三维图像信息和所述第二三维图像信息,得到所述目标三维CT图像。
结合本申请任一实施方式,所述基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容,包括:
从所述第三三维图像信息中确定距离所述第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息;
从所述第四三维图像信息中确定距离所述第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息;
基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容。
结合本申请任一实施方式,所述基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容,包括:
确定所述第一待确认三维图像信息与所述第五三维图像信息的第一距离;
确定所述第二待确认三维图像信息与所述第六三维图像信息的第二距离;
在所述第一距离小于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离大于所述第二距离的情况下,基于所述第六三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离等于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息、所述第六三维图像信息中的一个,确定所述待确认位置的图像内容。
第二方面,提供了一种基于三维扫描的穿刺装置,所述基于三维扫描的穿刺装置包括:
获取单元,用于获取目标三维CT图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;
确定单元,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;
所述确定单元,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;
所述确定单元,用于基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;
转换单元,用于基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
结合本申请任一实施方式,结合本申请任一实施方式,所述获取单元,还用于获取校准三维CT图像,所述校准三维CT图像是通过所述三维扫描设备对校准工装进行三维扫描得到的CT图像,所述校准工装包括至少一个光学标记物;
所述确定单元,还用于确定所述至少一个光学标记物在所述CT坐标系下的至少一个第一位置;
所述确定单元,还用于基于所述至少一个第一位置,与所述至少一个光学标记物在所述世界坐标系下的至少一个第二位置,得到所述转换矩阵,所述至少一个第二位置是通过光学追踪系统对所述至少一个光学标记物进行定位得到的。
结合本申请任一实施方式,在所述三维扫描设备扫描得到所述目标三维CT图像和所述校准三维CT图像的过程中,所述三维扫描设备均是以第三位置为起始位置开始扫描的。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元,具体用于:
获取第一三维图像信息和第二三维图像信息,所述第一三维图像信息包括所述三维扫描设备以第一位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,所述第二三维图像信息包括所述三维扫描设备以第二位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息;
在所述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与所述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从所述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从所述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息;所述第一待确认三维图像信息所表示的位置与所述第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置;所述第二三维图像信息中不存在所述第三三维图像信息所表示的位置,所述第一三维图像信息中不存在所述第四三维图像信息所表示的位置;
基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容;
基于所述待确认位置的图像内容、所述第一三维图像信息和所述第二三维图像信息,得到所述目标三维CT图像。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元,具体用于:
从所述第三三维图像信息中确定距离所述第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息;
从所述第四三维图像信息中确定距离所述第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息;
基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元,具体用于:
确定所述第一待确认三维图像信息与所述第五三维图像信息的第一距离;
确定所述第二待确认三维图像信息与所述第六三维图像信息的第二距离;
在所述第一距离小于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离大于所述第二距离的情况下,基于所述第六三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离等于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息、所述第六三维图像信息中的一个,确定所述待确认位置的图像内容。
第三方面,提供了一种电子设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,在所述处理器执行所述计算机指令的情况下,所述电子设备执行如上述第一方面及其任意一种可能实现的方式的方法。
第四方面,提供了另一种电子设备,包括:处理器、发送装置、输入装置、输出装置和存储器,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,在所述处理器执行所述计算机指令的情况下,所述电子设备执行如上述第一方面及其任意一种可能实现的方式的方法。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,在所述程序指令被处理器执行的情况下,使所述处理器执行如上述第一方面及其任意一种可能实现的方式的方法。
第六方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序或指令,在所述计算机程序或指令在计算机上运行的情况下,使得所述计算机执行上述第一方面及其任一种可能的实现方式的方法。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,而非限制本申请。
本申请实施例中,目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像。穿刺装置在获取目标三维CT图像后,从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的病灶,以及从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的进针点。然后基于病灶与进针点,确定针对病灶的第一穿刺路径,其中,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,CT坐标系是基于三维扫描设备建立的坐标系。因为转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系,所以可基于转换矩阵,将第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,其中,转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。由此可减少得到第二穿刺路径的时间。而且由于三维扫描设备通过对待穿刺对象进行三维扫描得到目标三维CT图像,因此,穿刺装置无需通过三维重建得到待穿刺对象的三维CT图像,由此可减少得到待穿刺对象的三维CT图像的时长,进而可减少基于待穿刺对象的三维CT图像得到第一穿刺路径的时长,从而减少基于第一穿刺路径得到世界坐标系下的第二穿刺路径的时长。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种基于三维扫描的穿刺方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的一种基于三维扫描的穿刺装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上,“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上。
随着医疗技术的不断发展,精准医疗成为现代医学的重要目标,其中,对病灶进行穿刺对精准的要求尤其明显。在穿刺手术中,准确的穿刺对于提高手术的成功率、减少手术风险和并发症至关重要。传统的穿刺手术主要依赖医生的经验进行穿刺,然而,对象体内的结构复杂,仅凭肉眼和经验难以实现精确的穿刺。
因此,衍生出了基于CT图像进行穿刺的方法,具体的,在待穿刺对象位于扫描床上的时候,通过利用螺旋CT扫描设备对待穿刺对象进行螺旋式的扫描,得到待穿刺对象的多张二维CT图像。然后通过对多张二维CT图像进行三维重建得到待穿刺对象的三维CT图像。然后基于三维CT图像规划针对待穿刺对象体内的病灶的穿刺路径,并将规划的穿刺路径转换为世界坐标系下的穿刺路径,进而可基于世界坐标系下的穿刺路径对待穿刺对象进行穿刺。
但是由于在通过螺旋CT扫描设备对待穿刺对象进行扫描得到二维CT图像时,二维CT图像的像素坐标系是基于扫描床构建的,因此基于二维CT图像进行三维重建得到的三维CT图像的像素坐标系也是基于扫描床构建的。又因为扫描床在手术过程中是需要运动的(螺旋CT扫描设备需要基于扫描床的运动,使扫描床与螺旋CT扫描设备之间产生相对运动,进而使螺旋CT扫描设备能扫描到待穿刺对象的不同区域),而且扫描床的位置难以标定,所以对于每次穿刺手术而言,扫描床的位置是不确定的,进而导致三维CT图像的像素坐标系是不确定的。由此导致对于每次穿刺手术而言,三维CT图像的像素坐标系均是不确定的,进而导致三维CT图像的像素坐标系与世界坐标系的转换关系也是不确定的。因此在每次穿刺手术前,均需要重新确定三维CT图像与世界坐标系的转换关系。这就导致基于该转换关系确定世界坐标系下的穿刺路径的时间长。
基于此,本申请实施例提供了一种基于三维扫描的穿刺方法。在该方法中,通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描可得到待穿刺对象的三维CT图像,其中,三维CT图像的像素坐标系是基于三维扫描设备构建的。因为三维扫描设备的位置确定的,所以在一次标定确定三维CT图像的像素坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵后,在后续的穿刺手术中,无需再次确定三维CT图像的像素坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵,由此可减少规划穿刺路径的时间。
下面将详细阐述基于三维扫描的穿刺方法。本申请实施例中的基于三维扫描的穿刺方法的执行主体为基于三维扫描的穿刺装置(下文简称为穿刺装置),其中,穿刺装置可以是任意一种可执行本申请方法实施例所公开的技术方案的电子设备。可选的,基于三维扫描的穿刺装置可以是以下中的一种:手机、计算机、平板电脑。
应理解,本申请方法实施例还可以通过处理器执行计算机程序代码的方式实现。下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种基于三维扫描的穿刺方法的流程示意图。
101、获取目标三维CT图像。
本申请实施例中,目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像,其中,通过对待穿刺对象进行三维扫描可获得待穿刺对象的三维图像信息。可选的,三维扫描设备包括C臂CT(C-arm computed tomography)扫描设备。由于目标三维CT图像是通过三维扫描设备进行三维扫描得到的,目标三维CT图像包括待穿刺对象的三维图像信息,具体的,目标三维CT图像包括待穿刺对象的三维图像信息,其中,待穿刺对象的三维图像信息包括待穿刺对象体内的任意一点在目标三维CT图像的像素坐标系下的三维位置。
在一种获取目标三维CT图像的实现方式中,穿刺装置接收用户通过输入组件输入的目标三维CT图像,其中,输入组件包括:鼠标、键盘、触控屏、触控板、音频输入器。
在另一种获取目标三维CT图像的实现方式中,穿刺装置通过接收终端发送的目标三维CT图像,其中,终端包括:手机、电脑、平板电脑、智能可穿戴设备。
102、从上述目标三维CT图像中确定上述待穿刺对象的病灶。
在一种可能实现的方式中,穿刺装置在将目标三维CT图像进行展示后,相关人员可通过观察目标三维CT图像,从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的病灶,进而可向穿刺装置输入病灶的位置。例如,通过点击的方式向穿刺装置输入病灶的位置。穿刺装置进而可基于病灶的位置从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的病灶。
在另一种可能实现的方式中,穿刺装置通过对目标三维CT图像进行图像分割,从目标三维CT图像中确定病灶。
103、从上述目标三维CT图像中确定上述待穿刺对象的进针点。
在一种可能实现的方式中,穿刺装置在将目标三维CT图像进行展示后,相关人员可通过观察目标三维CT图像,从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的进针点,进而可向穿刺装置输入进针点的位置。例如,通过点击的方式向穿刺装置输入进针点的位置。穿刺装置进而可基于进针点的位置从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的进针点。
在另一种可能实现的方式中,穿刺装置通过对目标三维CT图像进行图像分割,从目标三维CT图像中确定皮肤区域,并从皮肤区域内选取一点作为进针点。可选的,穿刺装置依据进针点与病灶之间的连线,与水平面之间的夹角处于预设范围内的原则,从皮肤区域内确定进针点。其中,进针点与病灶之间的连线即为目标三维CT图中的穿刺路径,该穿刺路径与水平面之间的夹角处于预设范围内,更方便相关人员利用手术针进行穿刺,因此穿刺装置依据进针点与病灶之间的连线,与水平面之间的夹角处于预设范围内的原则,从皮肤区域内确定进针点,有利于后续相关人员基于穿刺路径进行穿刺。
104、基于上述病灶与上述进针点,确定针对上述病灶的第一穿刺路径。
本申请实施例中,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,其中,CT坐标系是基于三维扫描设备建立的坐标系,CT坐标系为目标三维CT图像的像素坐标系。在一种可能实现的方式中,穿刺装置确定过病灶与进针点的直线,作为第一穿刺路径。
105、基于转换矩阵,将上述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径。
本申请实施例中,转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。利用转换矩阵可将CT坐标系下的位置转换为世界坐标系下的位置。因此,穿刺装置利用转换矩阵,可将第一穿刺路径转换为世界坐标系下的穿刺路径,即为第二穿刺路径。
本申请实施例中,目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像。穿刺装置在获取目标三维CT图像后,从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的病灶,以及从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的进针点。然后基于病灶与进针点,确定针对病灶的第一穿刺路径,其中,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,CT坐标系是基于三维扫描设备建立的坐标系。因为转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系,所以可基于转换矩阵,将第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,其中,转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。由此可减少得到第二穿刺路径的时间。而且由于三维扫描设备通过对待穿刺对象进行三维扫描得到目标三维CT图像,因此,穿刺装置无需通过三维重建得到待穿刺对象的三维CT图像,由此可减少得到待穿刺对象的三维CT图像的时长,进而可减少基于待穿刺对象的三维CT图像得到第一穿刺路径的时长,从而减少基于第一穿刺路径得到世界坐标系下的第二穿刺路径的时长。
可选的,由于利用C臂CT扫描设备对待穿刺对象进行扫描,相较于利用螺旋CT扫描设备对待穿刺对象进行扫描辐射量更小,因此在三维扫描设备为C臂CT扫描设备的情况下,利用C臂CT扫描设备对待穿刺对象进行扫描得到目标三维CT图像,可减小对待穿刺对象的辐射量。
作为一种可选的实施方式,穿刺装置在基于转换矩阵,将第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径之前,还执行以下步骤:
201、获取校准三维CT图像。
本申请实施例中,校准三维CT图像是通过三维扫描设备对校准工装进行三维扫描得到的CT图像,其中,校准工装包括至少一个光学标记物。可选的,通过光学追踪系统可确定光学标记物在世界坐标系下的坐标,由此实现对光学标记物的追踪定位。
202、确定上述至少一个光学标记物在上述CT坐标系下的至少一个第一位置。
本申请实施例中,由于校准三维CT图像是由三维扫描设备扫描得到的,因此校准三维CT图像的像素坐标系为CT坐标系,至少一个光学标记物在CT坐标系下的至少一第一位置,即为至少一个光学标记物在校准三维CT图像中的至少一个位置。
203、基于上述至少一个第一位置,与上述至少一个光学标记物在上述世界坐标系下的至少一个第二位置,得到上述转换矩阵。
本申请实施例中,至少一个第二位置是通过光学追踪系统对至少一个光学标记物进行定位得到的。具体的,利用光学追踪系统可确定光学标记物在世界坐标系下的位置,应理解,世界坐标系即为穿刺手术所处的实际空间的坐标系。可选的,穿刺手术所处的空间为待穿刺对象所处的空间。
作为一种可选的实施方式,在三维扫描设备扫描得到目标三维CT图像和校准三维CT图像的过程中,三维扫描设备均是以第三位置为起始位置开始扫描的。这样可使目标三维CT图像的像素坐标系与校准三维CT图像的像素坐标系相同,进而可使转换矩阵准确的表示CT坐标系与世界坐标系的转换关系。
作为一种可选的实施方式,穿刺装置通过执行以下步骤获取目标三维CT图像:
301、获取第一三维图像信息和第二三维图像信息。
本申请实施例中,第一三维图像信息包括三维扫描设备以第一位姿对待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,第二三维图像信息包括三维扫描设备以第二位姿对待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息。三维图像信息包括三维CT图像的成像信息。可选的,三维CT图像的成像信息包括:图像内容和三维位置,例如,三维CT图像的成像信息包括待穿刺对象的位置A的成像信息,位置A的成像信息具体包括位置A的图像内容为肾脏,以及位置A在像素坐标系下的三维位置。
第一位姿与第二位姿不同,即第一三维图像信息和第二三维图像信息是三维扫描设备以不同的位姿对待穿刺对象进行扫描得到的,因此第一三维图像信息和第二三维图像信息不同。换句话说,三维扫描设备通过从不同角度对待穿刺对象进行扫描可得到第一三维图像信息和第二三维图像信息。这样通过第一三维图像信息和第二三维图像信息,可获得更全面的待穿刺对象的三维图像信息。
302、在上述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与上述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从上述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从上述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息。
本申请实施例中,第一待确认三维图像信息为第一三维图像信息中的三维图像信息,第二待确认三维图像信息为第二三维图像信息中的三维图像信息,而且第一待确认三维图像信息所表示的位置与第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置。但是第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同。也就是说,对于待穿刺对象的体内的待确认位置,第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同,即三维扫描设备以第一位姿对待穿刺对象进行扫描和以第二位姿对待穿刺对象进行扫描,均扫描到了待确认位置的三维图像信息,但是两次扫描得到的图像内容不同。例如,对于待穿刺对象的体内的待确认位置,第一待确认三维图像信息表示待确认位置的图像内容为病灶,第二待确认三维图像信息表示待确认位置的图像内容不是病灶。又例如,对于待穿刺对象的体内的待确认位置,第一待确认三维图像信息表示待确认位置的图像内容为肾脏,第二待确认三维图像信息表示待确认位置的图像内容是血管。
第一三维图像信息还包括第三三维图像信息,第二三维图像信息还包括第四三维图像信息,其中,第二三维图像信息中不存在第三三维图像信息所表示的位置,第一三维图像信息中不存在第四三维图像信息所表示的位置。也就是说,对于待穿刺对象体内的某个位置,第一三维图像信息中存在该位置的三维图像信息,但是第二三维图像信息中不存在该位置的三维图像信息,即三维扫描设备以第一位姿对待穿刺对象进行扫描时,扫描到了该位置的三维图像信息,但是三维设备以第二位姿对待穿刺对象进行扫描时,未扫描到该位置的三维图像信息。例如,对于待穿刺对象的体内的位置A,第一三维图像信息表示位置A的图像内容为血管,第二三维图像信息则未包括位置A的信息。
303、基于上述第三三维图像信息和上述第四三维图像信息,确定上述待确认位置的图像内容。
一方面,由于第三三维图像信息为待穿刺对象的三维图像信息,而待确认位置为待穿刺对象体内的位置,因此待确认位置的三维图像信息与第三三维图像信息相关,同理待确认位置的三维图像信息也与第四三维图像信息相关。于是穿刺装置可基于第三三维图像信息确定待确认位置的图像内容,或者可基于第三三维图像信息确定待确认位置的图像内容。例如,第三三维图像信息所表示的图像内容为肾脏,穿刺装置基于第三三维图像信息所表示的位置与待确认位置的关系,可确定待确认位置的图像内容为肾脏。
另一方面,因为第三三维图像信息所表示的位置是第二三维图像信息中不存在的,所以第二三维图像信息中的待确认位置的图像内容(即第二待确认三维图像信息所表示的图像内容)是未利用第三三维图像信息所表示的位置的图像内容确定的。因此穿刺装置基于第三三维图像信息确定待确认位置的图像内容,可提高待确认位置的图像内容的准确度。同理,穿刺装置基于第四三维图像信息确定待确认位置的图像内容,也可提高待确认位置的图像内容的准确度。
基于以上两方面,穿刺装置基于第三三维图像信息和第四三维图像信息,可确定待确认位置的图像内容。
在一种可能实现的方式中,穿刺装置基于第三三维图像信息确定待确认位置的图像内容为第一待确认图像内容,穿刺装置基于第四三维图像信息确定待确认位置的图像内容为第二待确认图像内容。从第一待确认图像内容和第二待确认图像内容中,任选一个作为待确认位置的图像内容。例如,对于待穿刺对象的体内的待确认位置,第一待确认图像内容为肾脏,第二待确认图像内容是血管。此时,穿刺装置可确定待确认位置为肾脏或血管。
在另一种可能实现的方式中,穿刺装置获取待穿刺对象的组织的目标安全优先级,其中,目标安全优先级包括待穿刺对象的组织的安全优先级,组织的安全优先级越高,说明在组织被穿刺的情况下,待穿刺对象的安全程度越高。例如,待穿刺对象的组织包括血管和骨骼,其中,若血管被穿刺(即血管被穿刺针刺入),那么可能对待穿刺对象带来较大的危险(如大动脉被穿刺可能危及生命)。而骨骼被穿刺(即骨骼被穿刺针刺入),对待穿刺对象带来的危险则臂血管带来的危险低。因此骨骼的安全优先级高于血管的安全优先级。穿刺装置基于第三三维图像信息确定待确认位置的图像内容为第一待确认图像内容,穿刺装置基于第四三维图像信息确定待确认位置的图像内容为第二待确认图像内容。穿刺装置根据目标安全优先级,确定第一待确认图像内容的第一安全优先级和第二待确认图像内容的第二安全优先级。例如,第一待确认图像内容为骨骼,第二待确认图像内容为血管。若在目标安全优先级中,骨骼的安全优先级为5级,血管的安全优先级为1级,那么第一安全优先级为5级,第二安全优先级为1级,其中,等级越高安全优先级越高。穿刺装置确定与第一安全优先级和第二安全优先级中安全优先级最低的安全优先级对应的图像内容,为待确认位置的图像内容。例如,第一待确认图像内容为骨骼,第二待确认图像内容为血管。第一安全优先级为5级,第二安全优先级为1级,其中,等级越高安全优先级越高,那么第二安全优先级的安全优先级低于第一安全优先级的优先级,第一安全优先级和第二安全优先级中安全优先级最低的安全优先级为第二安全优先级。穿刺装置进而确定与第二安全优先级对应的图像内容为待确认位置的图像内容,其中,与第二安全优先级对应的图像内容为血管,因此待确认位置的图像内容为血管。
穿刺装置通过该种实现方式确定待确认位置的图像内容,可使待确认位置的图像内容的安全优先级较低,进而在针对待穿刺对象的病灶规划穿刺路径时,可降低穿刺路径过待确认位置的概率,从而可在基于规划的穿刺路径对待穿刺对象进行穿刺时,降低待穿刺对象出现危险的概率。
在又一种可能实现的方式中,穿刺装置从第三三维图像信息中确定距离第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息。从第四三维图像信息中确定距离第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息。基于第五三维图像信息和第六三维图像信息,确定待确认位置的图像内容。
在该种实现方式中,穿刺装置可基于三维图像信息中的三维位置信息,确定三维图像信息之间的距离,进而可从第三三维图像信息确定距离第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息,以及从第四三维图像信息中确定距离第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息。由于在第一三维图像信息中,三维图像信息距离第一待确认三维图像信息越近,说明该三维图像信息的图像内容与第一待确认三维图像信息的图像内容(即待确认位置的图像内容)越相关,因此第五三维图像信息为第三三维图像信息中与待确认位置的图像内容最相关的三维图像信息。同理,第六三维图像信息为第四三维图像信息中与待确认位置的图像内容最相关的三维图像信息。因此穿刺装置基于第五三维图像信息和第六三维图像信息,确定待确认位置的图像内容,可提高待确认位置的图像内容的准确度。
可选的,穿刺装置在执行步骤“基于第五三维图像信息和第六三维图像信息,确定待确认位置的图像内容”的过程中执行以下步骤:确定第一待确认三维图像信息与第五三维图像信息的第一距离。确定第二待确认三维图像信息与第六三维图像信息的第二距离。在第一距离小于第二距离的情况下,基于第五三维图像信息确定待确认位置的图像内容。在第一距离大于第二距离的情况下,基于第六三维图像信息确定待确认位置的图像内容。在第一距离等于第二距离的情况下,基于第五三维图像信息、第六三维图像信息中的一个,确定待确认位置的图像内容。
如前文所述,三维图像信息距离待确认位置越近,说明该三维图像信息的图像内容与待确认位置的图像内容越相关。因此穿刺装置先确定第一待确认三维图像信息与第五三维图像信息的第一距离,以及确定第二待确认三维图像信息与第六三维图像信息的第二距离。然后在第一距离小于第二距离的情况下,确定第五三维图像信息与待确认位置的图像内容更相关,进而基于第五三维图像信息确定待确认位置的图像内容。在第一距离大于第二距离的情况下,确定第六三维图像信息与待确认位置的图像内容更相关,进而基于第六三维图像信息确定待确认位置的图像内容。在第一距离等于第二距离的情况下,确定第五三维图像信息、第六三维图像信息均与待确认位置的图像内容相关,进而基于第五三维图像信息确定待确认位置的图像内容,或者基于第六三维图像信息确定待确认位置的图像内容。
应理解,基于第五三维图像信息确定待确认位置的图像内容,或者基于第六三维图像信息确定待确认位置的图像内容,可以是直接基于第五三维图像信息确定待确认位置的图像内容,或者直接基于第六三维图像信息确定待确认位置的图像内容,例如,第五三维图像信息所表示的图像内容为肾脏,待确认位置被第五三维图像信息所表示的位置包围,此时基于第五三维图像信息,可确定待确认位置的图像内容为肾脏。
304、基于上述待确认位置的图像内容、上述第一三维图像信息和上述第二三维图像信息,得到上述目标三维CT图像。
在确定待确认位置的图像内容后,穿刺装置即可基于待确认位置的图像内容、第一三维图像信息中除与待确认位置对应的三维图像信息之外的三维图像信息,以及第二三维图像信息中除与待确认位置对应的三维图像信息之外的三维图像信息,得到目标三维CT图像。
在该种实施方式中,穿刺装置获取第一三维图像信息和第二三维图像信息后,在第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从第二三维图像信息中确定第四三维图像信息。然后基于第三三维图像信息和第四三维图像信息,确定待确认位置的图像内容,从而解决从不同角度扫描得到的三维图像信息存在分歧的问题。在确定待确认位置的图像内容后,基于待确认位置的图像内容、第一三维图像信息和第二三维图像信息,得到目标三维CT图像,可提高目标三维CT图像中的三维图像信息的准确度。
应理解,上述第一位姿和第二位姿仅为简洁描述技术方案选定的描述对象,不应理解为三维扫描设备仅以两个不同的位姿对待穿刺对象进行扫描。可选的,在实际应用中,三维扫描设备可以n个不同的位姿对待穿刺对象进行扫描,得到待穿刺对象的n个不同的三维图像信息。然后可以根据n个不同的位姿对待穿刺,确定目标三维CT图像。
在基于前文所述的基于三维扫描的穿刺方法,得到第二穿刺路径后,可进一步控制机械臂带动末端立体装置运动,以使固定在末端立体装置的手术针与第二穿刺路径重合,进而可使手术针可刺向病灶。
本领域技术人员可以理解,在具体实施方式的上述方法中,各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定,各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
若本申请技术方案涉及个人信息,应用本申请技术方案的产品在处理个人信息前,已明确告知个人信息处理规则,并取得个人自主同意。若本申请技术方案涉及敏感个人信息,应用本申请技术方案的产品在处理敏感个人信息前,已取得个人单独同意,并且同时满足“明示同意”的要求。例如,在摄像头等个人信息采集装置处,设置明确显著的标识告知已进入个人信息采集范围,将会对个人信息进行采集,若个人自愿进入采集范围即视为同意对其个人信息进行采集;或者在个人信息处理的装置上,利用明显的标识/信息告知个人信息处理规则的情况下,通过弹窗信息或请个人自行上传其个人信息等方式获得个人授权;其中,个人信息处理可包括个人信息处理者、个人信息处理目的、处理方式以及处理的个人信息种类等信息。
上述详细阐述了本申请实施例的方法,下面提供了本申请实施例的装置。
请参阅图2,图2为本申请实施例提供的一种基于三维扫描的穿刺装置的结构示意图,所述基于三维扫描的穿刺装置1包括:获取单元11、确定单元12、转换单元13,其中:
获取单元11,用于获取目标三维CT图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;
确定单元12,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;
所述确定单元12,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;
所述确定单元12,用于基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;
转换单元13,用于基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
结合本申请任一实施方式,结合本申请任一实施方式,所述获取单元11,还用于获取校准三维CT图像,所述校准三维CT图像是通过所述三维扫描设备对校准工装进行三维扫描得到的CT图像,所述校准工装包括至少一个光学标记物;
所述确定单元12,还用于确定所述至少一个光学标记物在所述CT坐标系下的至少一个第一位置;
所述确定单元12,还用于基于所述至少一个第一位置,与所述至少一个光学标记物在所述世界坐标系下的至少一个第二位置,得到所述转换矩阵,所述至少一个第二位置是通过光学追踪系统对所述至少一个光学标记物进行定位得到的。
结合本申请任一实施方式,在所述三维扫描设备扫描得到所述目标三维CT图像和所述校准三维CT图像的过程中,所述三维扫描设备均是以第三位置为起始位置开始扫描的。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元11,具体用于:
获取第一三维图像信息和第二三维图像信息,所述第一三维图像信息包括所述三维扫描设备以第一位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,所述第二三维图像信息包括所述三维扫描设备以第二位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息;
在所述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与所述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从所述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从所述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息;所述第一待确认三维图像信息所表示的位置与所述第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置;所述第二三维图像信息中不存在所述第三三维图像信息所表示的位置,所述第一三维图像信息中不存在所述第四三维图像信息所表示的位置;
基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容;
基于所述待确认位置的图像内容、所述第一三维图像信息和所述第二三维图像信息,得到所述目标三维CT图像。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元11,具体用于:
从所述第三三维图像信息中确定距离所述第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息;
从所述第四三维图像信息中确定距离所述第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息;
基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容。
结合本申请任一实施方式,所述获取单元11,具体用于:
确定所述第一待确认三维图像信息与所述第五三维图像信息的第一距离;
确定所述第二待确认三维图像信息与所述第六三维图像信息的第二距离;
在所述第一距离小于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离大于所述第二距离的情况下,基于所述第六三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离等于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息、所述第六三维图像信息中的一个,确定所述待确认位置的图像内容。
本申请实施例中,目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像。穿刺装置在获取目标三维CT图像后,从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的病灶,以及从目标三维CT图像中确定待穿刺对象的进针点。然后基于病灶与进针点,确定针对病灶的第一穿刺路径,其中,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,CT坐标系是基于三维扫描设备建立的坐标系。因为转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系,所以可基于转换矩阵,将第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,其中,转换矩阵包括CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。由此可减少得到第二穿刺路径的时间。而且由于三维扫描设备通过对待穿刺对象进行三维扫描得到目标三维CT图像,因此,穿刺装置无需通过三维重建得到待穿刺对象的三维CT图像,由此可减少得到待穿刺对象的三维CT图像的时长,进而可减少基于待穿刺对象的三维CT图像得到第一穿刺路径的时长,从而减少基于第一穿刺路径得到世界坐标系下的第二穿刺路径的时长。
在一些实施例中,本申请实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法,其具体实现可以参照上文方法实施例的描述,为了简洁,这里不再赘述。
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。该电子设备2包括处理器21,存储器22。可选的,该电子设备2还包括输入装置23,输出装置24。该处理器21、存储器22、输入装置23和输出装置24通过连接器相耦合,该连接器包括各类接口、传输线或总线等等,本申请实施例对此不作限定。应当理解,本申请的各个实施例中,耦合是指通过特定方式的相互联系,包括直接相连或者通过其他设备间接相连,例如可以通过各类接口、传输线、总线等相连。
处理器21可以是一个或多个图形处理器(graphics processing unit, GPU),在处理器21是一个GPU的情况下,该GPU可以是单核GPU,也可以是多核GPU。可选的,处理器21可以是多个GPU构成的处理器组,多个处理器之间通过一个或多个总线彼此耦合。可选的,该处理器还可以为其他类型的处理器等等,本申请实施例不作限定。
存储器22可用于存储计算机程序指令,以及用于执行本申请方案的程序代码在内的各类计算机程序代码。可选地,存储器包括但不限于是随机存储记忆体(random accessmemory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammable read only memory,EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory,CD-ROM),该存储器用于相关指令及数据。
输入装置23用于输入数据和/或信号,以及输出装置24用于输出数据和/或信号。输入装置23和输出装置24可以是独立的器件,也可以是一个整体的器件。
可理解,本申请实施例中,存储器22不仅可用于存储相关指令,还可用于存储相关数据,本申请实施例对于该存储器中具体所存储的数据不作限定。
可以理解的是,图3仅仅示出了一种电子设备的简化设计。在实际应用中,电子设备还可以分别包含必要的其他元件,包含但不限于任意数量的输入/输出装置、处理器、存储器等,而所有可以实现本申请实施例的电子设备都在本申请的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。所属领域的技术人员还可以清楚地了解到,本申请各个实施例描述各有侧重,为描述的方便和简洁,相同或类似的部分在不同实施例中可能没有赘述,因此,在某一实施例未描述或未详细描述的部分可以参见其他实施例的记载。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriberline,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,数字通用光盘(digital versatiledisc,DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk ,SSD))等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:只读存储器(read-only memory,ROM)或随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
Claims (9)
1.一种基于三维扫描的穿刺方法,其特征在于,所述方法包括:
获取目标三维CT图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;所述获取目标三维CT图像,包括:获取第一三维图像信息和第二三维图像信息,所述第一三维图像信息包括所述三维扫描设备以第一位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,所述第二三维图像信息包括所述三维扫描设备以第二位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息;在所述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与所述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从所述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从所述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息;所述第一待确认三维图像信息所表示的位置与所述第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置;所述第二三维图像信息中不存在所述第三三维图像信息所表示的位置,所述第一三维图像信息中不存在所述第四三维图像信息所表示的位置;基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容;基于所述待确认位置的图像内容、所述第一三维图像信息和所述第二三维图像信息,得到所述目标三维CT图像;
从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;
从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;
基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;
基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径之前,所述方法还包括:
获取校准三维CT图像,所述校准三维CT图像是通过所述三维扫描设备对校准工装进行三维扫描得到的CT图像,所述校准工装包括至少一个光学标记物;
确定所述至少一个光学标记物在所述CT坐标系下的至少一个第一位置;
基于所述至少一个第一位置,与所述至少一个光学标记物在所述世界坐标系下的至少一个第二位置,得到所述转换矩阵,所述至少一个第二位置是通过光学追踪系统对所述至少一个光学标记物进行定位得到的。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述三维扫描设备扫描得到所述目标三维CT图像和所述校准三维CT图像的过程中,所述三维扫描设备均是以第三位置为起始位置开始扫描的。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容,包括:
从所述第三三维图像信息中确定距离所述第一待确认三维图像信息最近的第五三维图像信息;
从所述第四三维图像信息中确定距离所述第二待确认三维图像信息最近的第六三维图像信息;
基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述第五三维图像信息和所述第六三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容,包括:
确定所述第一待确认三维图像信息与所述第五三维图像信息的第一距离;
确定所述第二待确认三维图像信息与所述第六三维图像信息的第二距离;
在所述第一距离小于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离大于所述第二距离的情况下,基于所述第六三维图像信息确定所述待确认位置的图像内容;
在所述第一距离等于所述第二距离的情况下,基于所述第五三维图像信息、所述第六三维图像信息中的一个,确定所述待确认位置的图像内容。
6.一种基于三维扫描的穿刺装置,其特征在于,所述基于三维扫描的穿刺装置包括:
获取单元,用于获取目标三维CT图像,所述目标三维CT图像是通过三维扫描设备对待穿刺对象进行三维扫描得到的CT图像;所述获取目标三维CT图像,包括:获取第一三维图像信息和第二三维图像信息,所述第一三维图像信息包括所述三维扫描设备以第一位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息,所述第二三维图像信息包括所述三维扫描设备以第二位姿对所述待穿刺对象进行扫描得到的三维图像信息;在所述第一三维图像信息中的第一待确认三维图像信息所表示的图像内容与所述第二三维图像信息中的第二待确认三维图像信息所表示的图像内容不同的情况下,从所述第一三维图像信息中确定第三三维图像信息,以及从所述第二三维图像信息中确定第四三维图像信息;所述第一待确认三维图像信息所表示的位置与所述第二待确认三维图像信息所表示的位置均为待确认位置;所述第二三维图像信息中不存在所述第三三维图像信息所表示的位置,所述第一三维图像信息中不存在所述第四三维图像信息所表示的位置;基于所述第三三维图像信息和所述第四三维图像信息,确定所述待确认位置的图像内容;基于所述待确认位置的图像内容、所述第一三维图像信息和所述第二三维图像信息,得到所述目标三维CT图像;
确定单元,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的病灶;
所述确定单元,用于从所述目标三维CT图像中确定所述待穿刺对象的进针点;
所述确定单元,用于基于所述病灶与所述进针点,确定针对所述病灶的第一穿刺路径,第一穿刺路径为CT坐标系下的路径,所述CT坐标系是基于所述三维扫描设备建立的坐标系;
转换单元,用于基于转换矩阵,将所述第一穿刺路径转换为世界坐标系下的第二穿刺路径,所述转换矩阵包括所述CT坐标系与所述世界坐标系之间的转换关系。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,在所述处理器执行所述计算机指令的情况下,所述电子设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,在所述程序指令被处理器执行的情况下,使所述处理器执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。
9.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序;在所述计算机程序在计算机上运行的情况下,使得所述计算机执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202411875658.7A CN119326505B (zh) | 2024-12-19 | 2024-12-19 | 基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202411875658.7A CN119326505B (zh) | 2024-12-19 | 2024-12-19 | 基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN119326505A CN119326505A (zh) | 2025-01-21 |
| CN119326505B true CN119326505B (zh) | 2025-03-07 |
Family
ID=94268094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202411875658.7A Active CN119326505B (zh) | 2024-12-19 | 2024-12-19 | 基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN119326505B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115721415A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-03 | 浙江大学 | 一种软组织穿刺导航定位方法和系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8798339B2 (en) * | 2007-05-10 | 2014-08-05 | Koninklijke Philips N.V. | Targeting method, targeting device, computer readable medium and program element |
| WO2014068784A1 (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | 三菱電機株式会社 | 三次元画像撮影システム及び粒子線治療装置 |
| CN116077152A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-09 | 深圳惟德精准医疗科技有限公司 | 穿刺路径规划方法及相关产品 |
| CN118262046A (zh) * | 2024-03-25 | 2024-06-28 | 深圳惟德精准医疗科技有限公司 | 超声图像的三维重建方法、穿刺路径规划方法及相关产品 |
-
2024
- 2024-12-19 CN CN202411875658.7A patent/CN119326505B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115721415A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-03 | 浙江大学 | 一种软组织穿刺导航定位方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN119326505A (zh) | 2025-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4318393A1 (en) | Surgical path processing system, method, apparatus and device, and storage medium | |
| US10299763B2 (en) | Ultrasound imaging apparatus and method of controlling the same | |
| US11109843B2 (en) | Ultrasonic image pickup device and image processing device | |
| KR101728044B1 (ko) | 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법 및 장치 | |
| US11766236B2 (en) | Method and apparatus for displaying ultrasound image providing orientation of fetus and computer program product | |
| CN117918951B (zh) | 基于呼吸监测确定穿刺时刻的方法及相关产品 | |
| CN116077152A (zh) | 穿刺路径规划方法及相关产品 | |
| KR20220018519A (ko) | 신체의 목적 타겟 위치 결정 방법, 이를 이용한 자동 채혈 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램 | |
| CN118212277B (zh) | 基于器官的多模态配准方法及装置 | |
| WO2024067753A1 (zh) | 一种配准方法、配准系统、导航信息确定方法和导航系统 | |
| US20190053788A1 (en) | Method and ultrasound apparatus for providing annotation related information | |
| CN116807599A (zh) | 消融方法及装置、神经网络模型的训练方法及装置 | |
| CN119074222A (zh) | 一种ct与超声跨模态图像配准方法及装置 | |
| CN113012118B (zh) | 图像处理方法以及图像处理装置 | |
| CN118262046A (zh) | 超声图像的三维重建方法、穿刺路径规划方法及相关产品 | |
| CN119279723B (zh) | 基于造影图像的穿刺方法及相关产品 | |
| CN119326505B (zh) | 基于三维扫描的穿刺方法及相关产品 | |
| CN119299850B (zh) | 远程图像采集方法及相关产品 | |
| CN117357249B (zh) | 针对目标器官的穿刺路径规划方法及相关产品 | |
| CN116473644B (zh) | 进针深度的检测方法及相关产品 | |
| CN111298305B (zh) | 一种数据同步方法和系统 | |
| CN116047412B (zh) | 标记物的伪影坐标去除方法及相关装置 | |
| CN121038732A (zh) | 远程介入机器人系统、控制方法及设备 | |
| CN119257706B (zh) | 基于二维图像的穿刺路径确定方法及相关产品 | |
| CN116919588A (zh) | 手术导航系统的误差检测方法及相关装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |