[发明专利]肾脏虚拟手术方法及其系统

权利要求书

1.一种肾脏虚拟手术方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、对处于预设体位的患者进行CT扫描，获取所述患者的CT扫描数据；

B、从所述患者的CT扫描数据中分别提取与所述患者的肾脏相关的多个组织和/或器官；

C、将所述多个组织和/或器官进行三维几何模型重建，并建立所述多个组织和/或器官之间的三维空间关系；

D、根据所述三维空间关系确定在所述患者皮肤上的穿刺角度和深度，建立从所述患者皮肤到所述患者的肾脏的通道。

2.根据权利要求1所述的肾脏虚拟手术方法，其特征在于，在步骤D之后包括：

根据所述患者皮肤到所述患者的肾脏的通道，模拟对所述患者的肾脏手术过程。

3.根据权利要求1所述的肾脏虚拟手术方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述患者处于俯卧的体位；

所述步骤B包括：

B1、将所述患者的CT扫描数据导入计算机系统；

B2、采用图像分割算法将所述患者的皮肤、肾、肾盂区、结石、腹主动脉、静脉、肾内动脉、脊椎及肋骨分别从所述CT扫描数据中提取出来；

所述步骤C包括：

C1、将所述患者的皮肤、肾、肾盂区、结石、腹主动脉、静脉、肾内动脉、脊椎及肋骨进行三维几何模型重建；

C2、对三维几何模型重建后的所述患者的皮肤、肾、肾盂区、结石、腹主动脉、静脉、肾内动脉、脊椎及肋骨分别设置不同的颜色；

C3、设置所述患者的皮肤及肾的透明度；

所述步骤D中，通过仿真手术器械在所述患者皮肤上确定穿刺角度和深度，建立从所述患者皮肤到所述患者的肾脏的通道。

4.根据权利要求3所述的肾脏虚拟手术方法，其特征在于，在所述步骤B2中，将所述患者的皮肤从所述CT扫描数据中提取出来的步骤包括：

计算所述CT扫描数据中的CT断层数据的梯度场；

从所述梯度场边缘向内部搜索，在所述搜索的过程中寻找碰到的第一个高梯度点，以所述第一个高梯度点为种子点进行轮廓跟踪，获得所述患者皮肤上所有点的集合；

从所述所有点的集合中直接提取获得不封闭的皮肤；或者

将所述所有点的集合包围的整个空间区域提取出来，获得封闭的皮肤。

5.根据权利要求3所述的肾脏虚拟手术方法，其特征在于，在所述步骤B2中，将所述患者的肾、肾盂区、结石从所述CT扫描数据中提取出来的步骤包括：

在所述CT扫描数据中的CT断层数据上选择一系列的种子点；

基于所述种子点作阈值连通计算；

以所述阈值连通计算的结果作为演化算法的输入进行演化，提取出所述患者的肾、肾盂区、结石；和/或

在所述步骤B2中，将所述患者的腹主动脉、静脉、肾内动脉、脊椎及肋骨从所述CT扫描数据中提取出来的步骤包括：

在所述CT扫描数据中的CT断层数据上选择一系列的种子点；

基于所述种子点作阈值连通计算，并调节所述阈值上下限；

实时显示对应于所述阈值上下限的连通区域；

根据调节得到的所述阈值上下限提取出所述患者的腹主动脉、静脉、肾内动脉、脊椎及肋骨。

6.一种肾脏虚拟手术的系统，其特征在于，所述系统包括：

扫描模块，用于对处于预设体位的患者进行CT扫描，获取所述患者的CT扫描数据；

提取模块，用于从所述患者的CT扫描数据中分别提取与所述患者的肾脏相关的多个组织和/或器官；

三维几何模型重建模块，用于将所述多个组织和/或器官进行三维几何模型重建，并建立所述多个组织和/或器官之间的三维空间关系；

通道建立模块，用于根据所述三维空间关系确定在所述患者皮肤上的穿刺角度和深度，建立从所述患者皮肤到所述患者的肾脏的通道。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

模拟模块，用于根据所述患者皮肤到所述患者的肾脏的通道，模拟对所述患者的肾脏手术过程。