[发明专利]用于肺部CT引导穿刺辅助系统的路径逆向优化搜索方法

摘要

本发明涉及一种用于肺部CT引导穿刺辅助系统的路径逆向优化搜索方法，包括下列步骤：读取患者肺部CT图像；根据经过预处理后的患者CT图像进行患者体表、穿刺目标组织及其周围正常组织结构轮廓勾画；根据勾画结果进行患者穿刺目标组织的三维重建并计算其质心；以穿刺目标组织质心为起始点，沿各个划分线向患者体表进行逆向投射；选取初始穿刺路径备选路径；对肺部正常组织损伤所引起穿刺并发症的概率指数P、风险指数F和严重程度S赋值，选取穿刺风险值最小路径为备选穿刺路径；建立穿刺路径候选集合Ls和Lc，并依据穿刺目标中心坐标给出各个穿刺路径的患者体表穿刺入针点和穿刺针入针角度θ。

主权项

1.一种用于肺部CT引导穿刺辅助系统的路径逆向优化搜索方法，包括下列步骤：(1)读取患者肺部CT图像，进行伪影、去噪等预处理；(2)根据经过预处理后的患者CT图像进行患者体表、穿刺目标组织及其周围正常组织结构轮廓勾画；(3)根据勾画结果进行患者穿刺目标组织的三维重建并计算其质心，以穿刺目标组织质心为坐标原点，以穿刺目标组织的矢状轴s、冠状轴c和垂直轴v为坐标轴，建立三维坐标系；(4)以穿刺目标组织的质心为圆心，冠状轴c为起始，对水平面进行顺时针0°～360°角旋转划分；(5)以穿刺目标组织质心为起始点，沿各个划分线向患者体表进行逆向投射，标记逆向投射线与肿瘤边缘t及患者体表b分别交于点vti和vbi，i旋转角度取0～360间隔5；(6)计算各个逆向投射线与肿瘤边缘交点vti到其与患者体表交点vbi的直线距离Lvi，选取Lvi＜Lmax的路径为初始穿刺路径备选路径，Lmax为穿刺针可实现的最大进针长度；(7)对肺部正常组织损伤所引起穿刺并发症的概率指数P、风险指数F和严重程度S赋值，计算步骤(6)中建立的各个初始穿刺路径备选路径穿刺风险值D，并选取穿刺风险值Dmin最小路径为备选穿刺路径Lv0；(8)质点分别沿垂直轴v上下等间隔移动，判断质点移动后是否在穿刺目标组织外，是则转至步骤(9)，否则跳转至第(5)步进行循环计算；(9)终止质点在垂直轴移动计算，根据步骤(4)‑(8)分别顺序进行质点在矢状轴s和冠状轴c的移动计算，建立穿刺路径候选集合Ls和Lc，并依据穿刺目标中心坐标给出各个穿刺路径的患者体表穿刺入针点和穿刺针入针角度θ，其中，患者体表穿刺入针点即为路径逆向投射求解时与患者体表交点；基于逆向规划的穿刺路径与体表交点做患者体表切线，路径与体表切线夹角即为穿刺针入针角度θ。