[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

说明书

本申请提供一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备，涉及医学领域，能够自动规划椎弓根螺钉置入手术路径，提高椎弓根螺钉置入手术路径规划的准确率和效率。该方法包括：对目标脊椎的扫描图像进行椎骨实例分割处理，得到目标脊椎中多个不同椎骨节段的图像数据；对多个椎骨节段的图像数据进行三维重建，得到多个椎骨节段对应的三维椎骨图像；根据椎骨特征，识别并记录扫描图像中每个椎骨节段对应的关键特征点的位置信息；根据位置信息，建立多个椎骨节段对应的局部坐标系；基于多个三维椎骨图像，在多个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。

技术领域

本申请涉及医学领域，尤其涉及一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备。

背景技术

椎弓根螺钉技术由于其在脊柱固定方面有着良好的固定效果，其优越性使得它在脊柱外科手术中得到广泛应用。但目前术前螺钉位置置入方案是由人工选择的，操作复杂且耗时长。

在实际手术中，椎弓根螺钉置入点的确定是使凭着外科医生的个人经验进行人为选择，无法保证实际手术路径与规划路径一致，也无法保证末端器械能够精准地按照规划路径执行，使得椎弓根螺钉置入效果也产生较大的差异化。如何自动规划椎弓根螺钉置入的路径，并简化椎弓根螺钉置入的路径规划的步骤，提高椎弓根螺钉置入手术路径规划的效率和准确性，是我们目前要解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法、装置及设备，能够自动规划椎弓根螺钉置入手术路径，减少椎弓根螺钉置入手术中对外科医生的人为依赖，并提高了椎弓根螺钉置入手术路径规划的准确率和效率。

第一方面，本申请提供一种椎弓根螺钉置入手术路径规划方法，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。

在本申请实施例中，通过对扫描图像进行椎骨实例分割得到多个不同椎骨节段的图像数据，并基于椎骨特征所获取每一椎骨节段的关键特征点的位置信息建立局部坐标系，将基于多个椎骨节段的图像数据重建的三维椎骨图像至于所建立的局部坐标系中进行手术路径关键点的定位，从而根据得到的手术路径关键点，规划对应椎骨节段的手术路径，不仅减少了对外科医生的人为依赖，而且提高了椎弓根螺钉置入手术路径规划的准确率和效率。

第二方面，本申请提供一种椎弓根螺钉置入手术路径规划装置，包括：

实例分割单元，用于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；

三维重建单元，用于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；

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

局部坐标系建立单元，用于根据所述位置信息，建立多个所述椎骨节段对应的局部坐标系；

手术路径关键点定位单元，用于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；

路径规划单元，用于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。