[发明专利]一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备

权利要求书

1.一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据；

对多个所述椎骨节段的图像数据进行三维重建，得到多个所述椎骨节段对应的三维椎骨图像；

根据椎骨特征，识别并记录所述扫描图像中每个所述椎骨节段对应的关键特征点的位置信息；

根据所述位置信息，建立多个所述椎骨节段对应的局部坐标系；

基于多个所述三维椎骨图像，在多个所述椎骨节段对应的局部坐标系中定位手术路径关键点；

根据多个所述椎骨节段对应的手术路径关键点，规划对应椎骨节段的手术路径。

2.如权利要求1所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据，包括：

通过训练好的神经网络模型，对所述扫描图像进行椎骨实例分割处理；

根据椎骨特征，查找当前分割得到的椎骨节段对应的标签；

使用所述标签对当前分割得到的所述椎骨节段进行标记；

将标记后的所述椎骨节段作为所述神经网络模型的输入进行迭代优化处理，输出下一椎骨节段，直至得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据。

3.如权利要求2所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到所述目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据，包括：

根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述扫描图像中提取对应椎骨节段的图像数据。

4.如权利要求3所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述扫描图像中提取对应椎骨节段的图像数据，包括：

去除所述扫描图像中的噪声，得到第一脊椎图像，所述噪声为所述扫描图像中除所述椎骨节段之外的图像数据；

向预定分辨率方向，对所述第一脊椎图像中的图像数据进行重采样得到第二脊椎图像；

根据标记后的所述椎骨实例对应的标签，从所述第二脊椎图像中提取对应椎骨节段的图像数据。

5.如权利要求4所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述去除所述扫描图像中的噪声，得到第一脊椎图像，包括：

对所述扫描图像进行图像预处理，得到第三脊椎图像，所述图像预处理包括灰度变换、调窗和阈值划分处理；

计算所述第三脊椎图像中存在的连通区的面积，得到至少一个连通区面积；

根据至少一个所述连通区面积，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域；

从所述第三脊椎图像中提取所述椎骨区域对应的图像数据，得到所述第一脊椎图像。

6.如权利要求5所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述计算所述第三脊椎图像中存在的连通区的面积，得到至少一个连通区面积中，包括：

通过连通区面积提取计算公式，遍历所述第三脊椎图像计算所述连通区的面积，所述连通区面积提取计算公式为：

Until B_i+1＝＝B_i

其中，A为连通区，B_i表示连通区A中的某一像素点，i为整数，且i≥0；表示值和运算所用到的算子，为3*3的九宫格方阵形式，其填充为数字1。

7.如权利要求5所述的椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，其特征在于，所述根据至少一个所述连通区面积，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域，包括：

根据第一大连通区，确定所述第三脊椎图像中的椎骨区域，所述第一大连通区为所述连通区面积中的最大面积对应的连通区。