[发明专利]穿刺路径规划方法、系统、存储介质及穿刺机器人系统

说明书

本发明提供了一种穿刺路径规划方法、系统、存储介质及穿刺机器人系统，包括如下步骤：步骤S1：根据实际手术需求获取穿刺目标点；步骤S2：基于穿刺目标点生成至少一个推荐穿刺起始区域；步骤S3：从推荐穿刺起始区域选取备选穿刺起始点；步骤S4：以备选穿刺起始点和穿刺目标点的连线作为备选穿刺路径；筛选符合路径约束条件的备选穿刺路径，作为导航路径。本发明相比直接计算穿刺起始点和穿刺目标点的距离进行求最优解，通过穿刺起始点区域分级，考虑到了患者术中术式要求的体位方式的选择进行手术规划的方式。

技术领域

本发明涉及穿刺路径规划的技术领域，具体地，涉及一种穿刺路径规划方法、系统、存储介质及穿刺机器人系统。

背景技术

随着经皮穿刺导航技术的高速发展，目前医护人员已经可以通过手术导航系统高效地完成穿刺手术，通过机械臂来替代医护人员来完成穿刺手术是当下的技术发展趋势，而机器人执行穿刺手术，则需充分考虑到手术的安全性，因此如何高效地计算出一条安全的穿刺路径是当下需要考虑的问题。

公开号为CN110090069A的中国发明专利文献公开了一种超声穿刺引导方法、引导装置和存储介质，超声穿刺引导方法包括：获取包含超声探头检查被检对象时的现实场景模型；获取所述超声探头得到的回波信息，生成所述被检对象实时的三维超声图像；将所述三维超声图像与所述现实场景模型进行虚实融合，生成并展示透视三维模型；根据所述超声探头实际检查的位置以及所述被检对象的待穿刺部位的目标位置生成探头移动路径，投影所述探头移动路径在所述透视三维模型中；根据所述穿刺针的穿刺信息生成穿刺引导路径，投影所述穿刺路径在所述透视三维模型中。

公开号为CN113576613A的中国发明专利文献公开了一种根据影像结果经皮穿刺的方法及系统，包括以下具体步骤：A、病患人体信息采集；B、人体医学影像图构建；C、自动化经皮穿刺操作；D、智能化经皮穿刺检测。

针对上述中的现有技术，发明人认为在一些手术案例中，穿刺入针点选取并不是根据穿刺路径的长度和竖直方向的夹角度来进行求解，需要结合患者术中术式要求的体位方式、穿刺路径上难以避开组织等具体情况，因此从安全手术的角度考虑，最短路径并不是手术路径最优解。穿刺针从体表刺入病灶的行进过程无法避免地会遇到骨骼、血管等重要器官或组织的阻碍，因此，穿刺针路径规划需要着重考虑穿刺路径的安全性，而仅通过术前影像进行路径规划未考虑到呼吸运动所带来的影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种穿刺路径规划方法、系统、存储介质及穿刺机器人系统。

根据本发明提供的一种穿刺路径规划方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据实际手术需求获取穿刺目标点；

步骤S2：基于穿刺目标点生成至少一个推荐穿刺起始区域；

步骤S3：从推荐穿刺起始区域选取备选穿刺起始点；

步骤S4：以备选穿刺起始点和穿刺目标点的连线作为备选穿刺路径，筛选符合路径约束条件的备选穿刺路径，作为导航路径。

优选的，该方法还包括模型训练步骤；

在所述模型训练步骤中，收集数组同一患者的病灶区域数据、体表数据以及手术规划路径数据；

根据病灶区域的边界信息和器脏特征信息对病灶区域进行区域划分，得到病灶区域划分结果；

根据体表区域的边界信息和骨骼特征信息对体表区域进行区域划分，得到体表区域划分结果；

根据手术规划路径数据、病灶区域划分结果以及体表区域划分结果，得到穿刺起始区域生成模型；

在所述步骤S2中，将病灶区域数据、体表数据输入穿刺起始区域生成模型，得到多级推荐穿刺起始区域；