[发明专利]一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台

权利要求书

1.一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，包括如下步骤：

S101、神经影像数据采集与预处理：采集颅内结构影像数据以及血管成像数据包括磁共振血管造影的高时间分辨率三维动态增强磁共振血管造影序列，随后对血管影像进行减影和剥骨处理，在Freeview软件中将预处理后的血管像数据进行可视化和三维重建，使用“show as isosurface in 3D view”并设定阈值将血管进行重建，并将多余网格进行去除，将重建后的血管像配准至T1WI MPRAGE结构影像，最后进行血管分割和配准准确性检查；

S201、自动规划算法具体步骤：对原始解剖图像行三维皮质重建，获取灰白质交界、软脑膜灰质交界层面以及脑区分割信息，减影后向解剖图像进行配准，人工定义颅内靶点a，根据约束参数生成全部可能路径，后续拟加入人工评判条件进行二次筛选，进行每一条路径风险系数计算，筛选出风险最低的三条路径。

2.根据权利要求1所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述步骤S201中的约束参数包括距离重要脑区D1、血管的平均距离D2、入颅夹角θ、灰质覆盖率G、规划时间T及病灶毁损率L。

3.根据权利要求1所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，将激光光纤路径定义为v＝{T,E,R,G}，T是颅内靶点，E是入颅点，R是风险指数，G是灰/白质比值，当有N个拟定靶点，激光光纤自动规划方法则定义为V(N)＝{v1_a1，…，vN_aN}:a_i∈{1，…，M_i}，i∈{1，…，N}，其中，M为可能的光纤路径。

4.根据权利要求3所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，远离血管则需风险指数R最小，尽量覆盖灰质则需G最大。

5.根据权利要求1所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，还包括重要脑区提取、入颅点搜寻、血管规避及最大限度覆盖灰质。

6.根据权利要求5所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述重要脑区提取通过T1WI MPRAGE解剖影像的皮质重建采用FreeSurfer7.0版本完成，步骤包括对T1WI解剖影像进行密度标准化、射频偏压场不均性校正、剥骨及图像分割、通过半球分离、曲面细分及图像变形使灰质/白质交界和软脑膜表面网格化，最后对皮质重建结果进行质量控制和手动校正，脑沟/回信息从皮质表面提取，规划路径前将脑室、脉络丛结构分割。

7.根据权利要求5所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述入颅点定义为所有脑表面的mesh均纳入考虑，首先剔除大部分不符合标准的路径。

8.根据权利要求7所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述不符合标准的路径为路径短于电极长度、及夹角小于30°或大于90°。

9.根据权利要求5所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述血管规避中风险指数R_i，ai用于计算激光光纤到血管的累积距离，设定d_safety为路径距离血管最小距离，再设定d_risk为路径距离血管的安全距离，累计距离计算方式为：其中f_crit(x)为路径上的点x距离血管最近距离，最后将风险指数R_i，ai归一化到[0，1]，0意味着无风险而1意味着最高风险，最后计算公式为：其中length为的长度。

10.根据权利要求5所述的一种局灶性皮质发育不良微创光纤毁损路径自动规划平台，其特征在于，所述最大限度覆盖灰质中灰/白质比率计算是位于灰质的电极数，对于每个电极包含一系列电极触点J，每个触点的采样范围计算为c_j:j∈{1，…，J}，半径为c_r，当触点c_j±c_r在灰质内则认为是有效记录，灰/白质比率计算公式为：其中f_gm(·)是采样范围c_j距离灰质表面的距离，H[·]是Heaviside函数，其为负数时为在灰质内，J是触点数量；

毁损范围通过计算自动规划路径半径为2厘米的圆柱体，此处从G最大，变成毁损覆盖率L最大，利用Dice指数进行计算，具体为：其中V_abla为拟毁损的圆柱体体积，V_lesion为病灶体积。