[发明专利]一种X光和术前CT引导下的肺穿刺手术定位方法在审
申请号: | 201710468359.5 | 申请日: | 2017-06-20 |
公开(公告)号: | CN107374705A | 公开(公告)日: | 2017-11-24 |
发明(设计)人: | 顾力栩;王涛 | 申请(专利权)人: | 上海交通大学 |
主分类号: | A61B17/34 | 分类号: | A61B17/34 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司31225 | 代理人: | 应小波 |
地址: | 200240 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光和 ct 引导 穿刺 手术 定位 方法 | ||
1.一种X光和术前CT引导下的肺穿刺手术定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,根据临床生理学特征建立肺部图像的三维形状模型和形变模型;
第二步,将患者手术前CT图像与三维形状模型进行配准,配准结果结合形变模型计算患者肺部形变模型;
第三步,将患者手术前CT图像进行投影计算,生成模拟的X光图像;
第四步,手术中采集X光图像与模拟的X光图像进行配准,计算术中肺部的二维位移场,计算穿刺针位置坐标信息;
第五步,使用二维的位移场和肺部形变模型计算术中的三维图像的位移场信息;
第六步,使用得到的三维位移场和术前CT图像生成配准后的三维图像,计算三维图像中病灶的位置信息;
第七步,在可视化的三维图像引导下调整穿刺针位置直至完成穿刺定位。
2.根据权利要求1所述的一种X光和术前CT引导下的肺穿刺手术定位方法,其特征在于,所述的肺部图像的三维形状模型和形变模型定义具体为:
三维形状模型和形变模型是采用普通CT图像样本作为输入,通过统计学处理得到肺部CT的图像特征和形变特征;
使用M组包含最小呼吸相位Iexhale和最大呼吸相位Iinhale的CT图像样本,其中每组图像的最小和最大呼吸相位为同一患者数据,其中M≥10,
形状模型:用最小呼吸相位作为配准的浮动相位,最大呼吸相位作为配准的参考相位,首先对M组CT图像之间的参考相位进行仿射配准,去除不同图像样本的大小和位置差异,以第M组为参考图像,剩余M-1组配准得到转换系数:T={T1,T2,…,TM-1,TM},TM补充为单位变换,最后形状模型为:
其中对第i个图像进行仿射配准后的结果,取平均样本作为形状模型来描述肺部的最小呼吸相位特征;
形变模型:将最大呼吸相位作为非刚体配准的参考相位,最小呼吸相位作为浮动相位,对M组图像进行基于自由形变的三维图像配准,得到M组相位间形变的位移场表示为:DVF={D1,D2,…,DM},其中配准的位移场满足形变变换:最后形变模型为:
其中,Di分别为第i个最大呼吸相位图像、最小呼吸相位图像、最小呼吸相位到最大呼吸相位的形变位移场,Ti(Di)为对第i个形变的位移场Di进行仿射配准后的结果,去除大小和位置差异。
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