[发明专利]一种微创手术套管柔性针的路径规划方法

权利要求书

1.一种微创手术套管柔性针的路径规划方法，组成包括显示单元、图像分割单元、三维重构单元和路径规划单元以及套管柔性针；其特征在于，显示单元接受由医疗设备采集的多幅DICOM格式的医学图像，并将其传输给图像分割单元，图像分割单元对所述感兴趣的区域的图像进行图像分割,获取所述区域内感兴趣的各组织的图像，并将经过图像分割的DICOM格式的医学图像转换为数据流信息传输给三维重构单元，三维重构单元对所得到的数据流信息进行三维重建，得到组织器官的相对空间位置，路径规划单元找出一条从入针区域到目标区域的可行路径，使套管柔性针能绕过人体血管、骨骼和神经组织等关键器官，套管柔性针由柔性套管和和柔性针组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的显示单元是CT机或者MRI扫描机，用于采集DICOM格式的病灶序列医学图像。

3.根据权利要求1、2所述的方法，其特征在于：所述的图像分割单元采取用户干预的半自动分割，在分割过程中，用户通过计算机进行干预，最终完成组织分割，从而实现DICOM格式的序列医学图像中诸如血管、骨头、软组织等不可碰撞器官和病灶区域的分割。

4.根据权利要求1、2、3所述的方法，其特征在于：所述三维重构单元对经过图像分割的DICOM体数据信息实现三维图像显示，根据重建结果得到可穿刺区域、确定病灶位置，进而确定穿刺靶点区域和合理的入针点区域。

5.根据权利要求1、4所述的方法，其特征在于：所述的路径规划单元运用快速搜索随机树算法得到穿刺入针点到达目标点的多条样本路径，再基于路径长度、控制成本、安全程度等相结合的综合路径评估函数，得到柔性针穿刺的最优路径。

6.根据权利要求1、5所述的方法，其特征在于：所述的选取最优路径的入针点的具体方法是在确定的入针点区域中，从单入针点到目标区域的N条路径中根据路径评估函数选出一条最优路径，然后选取M个入针点，根据路径评估函数分别得到M条到达目标区域的相应最优路径，最后从M条路径中根据路径评估函数选出最优路径，最终确定入针点和目标点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的套管柔性针由柔性套管和柔性针组成，柔性套管由一个或多个柔性套管组成。

8.根据权利要求1所述的方法，所述的套管柔性针的柔性套管和柔性针相互配合可实现多种穿刺模式，柔性套管和柔性针可分别实现自传与进给，可以分时作用，也可以同时作用。

9.根据权利要求1所述的方法，采用套管柔性针停止-旋转-前进的驱动方式，通过控制套管和柔性针的旋转角度以及通过调整针芯伸出套管的长度实现穿刺曲率的控制。