CN110074864A - 颅脑血肿引流的规划***及方法 - Google Patents

颅脑血肿引流的规划***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种颅脑血肿引流的规划***及方法，所述规划***包括扫描装置和处理器，处理器包括病例影像管理模块、影像重建模块和手术智能规划模块；扫描装置用于在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据并发送至病例影像管理模块；病例影像管理模块用于接收并存储扫描图像数据；影像重建模块用于从病例影像管理模块提取扫描图像数据，并根据扫描图像数据生成患者的三维模拟图像并发送至手术智能规划模块；手术智能规划模块用于根据三维模拟图像生成最佳穿刺路径。本发明根据一次性CT扫描图像重建患者头部的三维模拟图像，依此规划出颅脑血肿引流的最佳穿刺路径，避免盲目穿刺和设计，且避免二次影像获取而耽误手术时间、增加手术风险。

Description

颅脑血肿引流的规划***及方法
技术领域
本发明属于医疗器械智能化领域，特别涉及一种颅脑血肿引流的规划***及方法。
背景技术
近些年，随着高血压患者的增多，各类脑血管疾病特别是脑出血，已经成为一种常见病，而微创血肿清除术是大多数患者的选择手术治疗方式，包括：小骨窗开颅血肿清除术、神经内镜血肿清除术和定向血肿置管血肿引流术。
现有技术中，可以通过术中B超实时引导定位血肿，选择最合适的进路，减少皮层损伤，也可反复确认血肿有无残留，迟发，但是该方法要求术者必须经过超声使用培训，掌握B超的基本操作和一定的超声诊断能力，同时在使用过程中可能增加了一些术中污染的机会，需要术者防范，并且术闭B超检查残留血肿容易受止血材料干扰；或者术前进行CT(计算机断层扫描)扫描，手术医师根据经验通过CT扫描经侧方穿刺血肿并放置引流管，但难以准确将引流管放到血肿中心，不利于充分引流，尤其不适用于体积较小的血肿，即使辅以现有的导航技术实时跟踪引流管方位，如若在术中需要二次打孔引流，则需要进行二次CT，且需要规划较长时间，从而导致手术风险增加。同时上述***操作复杂，器械笨重且价格昂贵。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中颅脑血肿引流手术前需要长时间规划且经常需要术中二次扫描的缺陷，提供一种颅脑血肿引流的规划***及方法。
本发明通过以下技术方案来解决上述问题：
一种颅脑血肿引流的规划***，所述规划***包括扫描装置和处理器，所述处理器包括病例影像管理模块、影像重建模块和手术智能规划模块；
所述扫描装置用于在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据并发送至所述病例影像管理模块；
所述病例影像管理模块用于接收并存储所述扫描图像数据；
所述影像重建模块用于从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据所述扫描图像数据生成所述患者的三维模拟图像并发送至所述手术智能规划模块；
所述手术智能规划模块用于根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
较佳地，所述处理器还包括快速分割处理模块；
所述快速分割处理模块用于从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从所述扫描图像数据中提取颅脑血肿数据，所述颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
所述手术智能规划模块用于根据所述颅脑血肿数据和所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径。
较佳地，所述规划***还包括追踪器和标记部件，所述标记部件设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上，所述处理器还包括导航配置模块；
所述扫描装置用于在手术前获取包含有标记部件图像的扫描图像数据；
所述追踪器用于在手术过程中获取所述设置在患者身体上标记部件的静态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块用于从所述影像重建模量中提取所述三维模拟图像，并根据接收到的所述静态数据对所述三维模拟图像进行静态配准。
较佳地，所述标记部件设置在手术器械上；
所述追踪器用于在手术过程中实时获取所述设置在手术器械上标记部件的动态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块用于根据接收到的所述动态数据对所述静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
较佳地，所述规划***还包括术后分析模块；
所述扫描装置还用于在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
所述术后分析模块用于根据所述术后扫描图像数据和所述三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
较佳地，所述扫描装置包括CT、CTA(CT血管造影)、MRI(核磁共振成像)、MRA(核磁共振血管成像)和DSA(数字减影心血管造影术)中至少一项。
一种颅脑血肿引流的规划方法，所述规划方法利用如上各优选项任意组合的规划***实现，所述规划方法包括：
所述扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据；
所述病例影像管理模块接收并存储所述扫描图像数据；
所述影像重建模块从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据所述扫描图像数据生成所述患者的三维模拟图像并发送至所述手术智能规划模块；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
较佳地，所述处理器还包括快速分割处理模块，所述规划方法还包括：
所述快速分割处理模块从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从所述扫描图像数据中提取颅脑血肿数据，所述颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径的步骤具体包括：
所述手术智能规划模块用于根据所述颅脑血肿数据和所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径。
较佳地，所述规划***还包括追踪器和标记部件，所述标记部件设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上，所述处理器还包括导航配置模块；所述扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据的步骤中：
所述扫描装置在手术前获取包含有标记部件图像的扫描图像数据；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径的步骤之后，所述规划方法还包括：
所述追踪器在手术过程中获取所述设置在患者身体上标记部件的静态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块从所述影像重建模量中提取所述三维模拟图像，并根据接收到的所述静态数据对所述三维模拟图像进行静态配准。
较佳地，所述标记部件设置在手术器械上，所述规划方法还包括：
所述追踪器在手术过程中实时获取所述设置在手术器械上标记部件的动态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块根据接收到的所述动态数据对所述静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
较佳地，所述规划***还包括术后分析模块，所述规划方法还包括：
所述扫描装置在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
所述术后分析模块根据所述术后扫描图像数据和所述三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
本发明的积极进步效果在于：本发明可实现快速穿刺定位。根据生物标记和一次性CT扫描图像，通过计算机三维重建患者头部的三维模拟图像，依此给出手术最佳治疗方案，规划出颅脑血肿引流的最佳穿刺路径，避免盲目穿刺和盲目设计，术中若需要二次打孔可以依据三维模拟图像重新规划穿刺路径，避免二次扫描而耽误手术时间、增加手术风险。
附图说明
图1为本发明实施例1的颅脑血肿引流的规划***的结构框图。
图2为本发明实施例2的颅脑血肿引流的规划***的结构框图。
图3为本发明实施例3的颅脑血肿引流的规划***的结构框图。
图4为本发明实施例4的颅脑血肿引流的规划方法的流程图。
图5为本发明实施例5的颅脑血肿引流的规划方法的流程图。
图6为本发明实施例6的颅脑血肿引流的规划方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种颅脑血肿引流的规划***，如图1所示，所述规划***包括扫描装置1和处理器2，所述处理器2包括病例影像管理模块21、影像重建模块22和手术智能规划模块23；所述扫描装置1包括CT、CTA、MRI、MRA和DSA中至少一项。
所述扫描装置1用于在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据并发送至所述病例影像管理模块21；
所述病例影像管理模块21用于接收并存储所述扫描图像数据；
所述影像重建模块22用于从所述病例影像管理模块21提取所述扫描图像数据，并根据所述扫描图像数据生成所述患者的三维模拟图像并发送至所述手术智能规划模块23；
所述手术智能规划模块23用于根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
本实施例中通过一次性的扫描，获取各类扫描图像，再通过计算机三维重建患者头部的三维模拟图像，结合立体定向技术和手术器械确定引流通道，依此给出手术最佳治疗方案，规划出颅脑血肿引流的最佳穿刺路径，避免盲目穿刺和盲目设计，术中若需要二次打孔可以依据三维模拟图像重新规划穿刺路径，避免二次扫描而耽误手术时间、增加手术风险。
实施例2
如图2所示，本实施例的颅脑血肿引流的规划***是在实施例1的基础上进一步改进，所述处理器2还包括快速分割处理模块24；
所述快速分割处理模块24用于从所述病例影像管理模块21提取所述扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从所述扫描图像数据中提取颅脑血肿数据，所述颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
所述手术智能规划模块23用于根据所述颅脑血肿数据和所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径。
本实施例中，通过扫描获取的断层图像数据，根据数据灰度值信息，基于灰度值区域增长的算法原理，可以得到颅内血肿的靶点和大小，并可以推断出出血量，在后续三维图像显示的过程中还可以将病灶的区域区别显示出来以获得增强显示的效果。
实施例3
如图3所示，本实施例的颅脑血肿引流的规划***是在实施例1的基础上进一步改进，所述规划***还包括追踪器4和标记部件3，所述标记部件3设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上和手术器械上，所述处理器2还包括导航配置模块25；
所述扫描装置1用于在手术前获取包含有标记部件3图像的扫描图像数据；
所述追踪器4用于在手术过程中获取所述设置在患者身体上标记部件3的静态数据并发送至所述导航配置模块25，还用于在手术过程中实时获取所述设置在手术器械上标记部件3的动态数据并发送至所述导航配置模块25；
所述导航配置模块25用于从所述影像重建模量中提取所述三维模拟图像，并根据接收到的所述静态数据对所述三维模拟图像进行静态配准，还用于根据接收到的所述动态数据对所述静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
本实施例中，所述规划***还包括术后分析模块5；
所述扫描装置1还用于在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
所述术后分析模块5用于根据所述术后扫描图像数据和所述三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
本实施例中，通过设置在患者身上和手术器械上的标记部件，可以实时获取标记部件的动静态信息，将手术器械的作用过程在三维模拟图像上动态展示出来，同时可以利用动态位置信息实时判断手术过程中手术器械是否按照规划的路径进行手术，并根据判断结果给出安全指导信息，一旦手术器械超出设定的区域范围，可以给出报警提示信息。另外，手术结束后，可进行术后扫描，并将其与术前扫描进行对比，并得出手术报告。
实施例4
一种颅脑血肿引流的规划方法，如图4所示，所述规划方法利用如实施例1所述的规划***实现，所述规划方法包括：
步骤100、扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据；
步骤101、病例影像管理模块接收并存储扫描图像数据；
步骤102、影像重建模块从病例影像管理模块提取扫描图像数据，并根据扫描图像数据生成患者的三维模拟图像；
步骤103、手术智能规划模块根据三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
本实施例中通过一次性的扫描，获取各类扫描图像，再通过计算机三维重建患者头部的三维模拟图像，结合立体定向技术和手术器械确定引流通道，依此给出手术最佳治疗方案，规划出颅脑血肿引流的最佳穿刺路径，避免盲目穿刺和盲目设计，术中若需要二次打孔可以依据三维模拟图像重新规划穿刺路径，避免二次扫描而耽误手术时间、增加手术风险。
实施例5
如图5所示，本实施例的颅脑血肿引流的规划方法是在实施例4的基础上进一步改进，所述处理器还包括快速分割处理模块，所述规划方法还包括：
步骤1021、快速分割处理模块从病例影像管理模块提取扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从扫描图像数据中提取颅脑血肿数据；颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
步骤103中：
手术智能规划模块用于根据颅脑血肿数据和三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
本实施例中，通过扫描获取的断层图像数据，根据数据灰度值信息，基于灰度值区域增长的算法原理，可以得到颅内血肿的靶点和大小，并可以推断出出血量，在后续三维图像显示的过程中还可以将病灶的区域区别显示出来以获得增强显示的效果。
实施例6
如图6所示，本实施例的颅脑血肿引流的规划方法是在实施例4的基础上进一步改进，所述规划***还包括追踪器和标记部件，所述标记部件设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上和手术器械上，所述处理器还包括导航配置模块；
步骤100中：
扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取包含有标记部件图像的扫描图像数据；
步骤103之后，规划方法还包括：
步骤104、追踪器在手术过程中获取设置在患者身体上标记部件的静态数据并发送至导航配置模块；
步骤105、追踪器在手术过程中实时获取设置在手术器械上标记部件的动态数据并发送至导航配置模块；
步骤106、导航配置模块从影像重建模量中提取三维模拟图像，并根据接收到的静态数据对三维模拟图像进行静态配准；
步骤107、导航配置模块根据接收到的动态数据对静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
本实施例中，规划***还包括术后分析模块，规划方法还包括：
步骤108、扫描装置在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
步骤109、术后分析模块根据术后扫描图像数据和三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
本实施例中，通过实时获取设置在患者身上和手术器械上的标记部件的动静态信息，将手术器械的作用过程在三维模拟图像上动态展示出来，同时可以利用动态位置信息实时判断手术过程中手术器械是否按照规划的路径进行手术，并根据判断结果给出安全指导信息，一旦手术器械超出设定的区域范围，可以给出报警提示信息。另外，手术结束后，可进行术后扫描，并将其与术前扫描进行对比，并得出手术报告。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述规划***包括扫描装置和处理器，所述处理器包括病例影像管理模块、影像重建模块和手术智能规划模块；
所述扫描装置用于在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据并发送至所述病例影像管理模块；
所述病例影像管理模块用于接收并存储所述扫描图像数据；
所述影像重建模块用于从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据所述扫描图像数据生成所述患者的三维模拟图像并发送至所述手术智能规划模块；
所述手术智能规划模块用于根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
2.如权利要求1所述的颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述处理器还包括快速分割处理模块；
所述快速分割处理模块用于从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从所述扫描图像数据中提取颅脑血肿数据，所述颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
所述手术智能规划模块用于根据所述颅脑血肿数据和所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径。
3.如权利要求1所述的颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述规划***还包括追踪器和标记部件，所述标记部件设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上，所述处理器还包括导航配置模块；
所述扫描装置用于在手术前获取包含有标记部件图像的扫描图像数据；
所述追踪器用于在手术过程中获取所述设置在患者身体上标记部件的静态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块用于从所述影像重建模量中提取所述三维模拟图像，并根据接收到的所述静态数据对所述三维模拟图像进行静态配准。
4.如权利要求3所述的颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述标记部件设置在手术器械上；
所述追踪器用于在手术过程中实时获取所述设置在手术器械上标记部件的动态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块用于根据接收到的所述动态数据对所述静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
5.如权利要求1所述的颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述规划***还包括术后分析模块；
所述扫描装置还用于在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
所述术后分析模块用于根据所述术后扫描图像数据和所述三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
6.如权利要求1所述的颅脑血肿引流的规划***，其特征在于，所述扫描装置包括CT、CTA、MRI、MRA和DSA中至少一项。
7.一种颅脑血肿引流的规划方法，其特征在于，所述规划方法利用如权利要求1-6中任意一项所述的规划***实现，所述规划方法包括：
所述扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据；
所述病例影像管理模块接收并存储所述扫描图像数据；
所述影像重建模块从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据所述扫描图像数据生成所述患者的三维模拟图像并发送至所述手术智能规划模块；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径。
8.如权利要求7所述的颅脑血肿引流的规划方法，其特征在于，所述处理器还包括快速分割处理模块，所述规划方法还包括：
所述快速分割处理模块从所述病例影像管理模块提取所述扫描图像数据，并根据灰度值区域增长算法从所述扫描图像数据中提取颅脑血肿数据，所述颅脑血肿数据包括颅脑血肿位置和颅脑血肿大小；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成最佳穿刺路径的步骤具体包括：
所述手术智能规划模块用于根据所述颅脑血肿数据和所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径。
9.如权利要求7所述的颅脑血肿引流的规划方法，其特征在于，所述规划***还包括追踪器和标记部件，所述标记部件设置在所述患者手术部位一定预设范围内的身体上，所述处理器还包括导航配置模块；所述扫描装置在手术前对患者一次扫描以获取扫描图像数据的步骤中：
所述扫描装置在手术前获取包含有标记部件图像的扫描图像数据；
所述手术智能规划模块根据所述三维模拟图像生成所述最佳穿刺路径的步骤之后，所述规划方法还包括：
所述追踪器在手术过程中获取所述设置在患者身体上标记部件的静态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块从所述影像重建模量中提取所述三维模拟图像，并根据接收到的所述静态数据对所述三维模拟图像进行静态配准。
10.如权利要求9所述的颅脑血肿引流的规划方法，其特征在于，所述标记部件设置在手术器械上，所述规划方法还包括：
所述追踪器在手术过程中实时获取所述设置在手术器械上标记部件的动态数据并发送至所述导航配置模块；
所述导航配置模块根据接收到的所述动态数据对所述静态配准后的三维模拟图像进行动态配准。
11.如权利要求7所述的颅脑血肿引流的规划方法，其特征在于，所述规划***还包括术后分析模块，所述规划方法还包括：
所述扫描装置在手术后对患者扫描以获取术后扫描图像数据；
所述术后分析模块根据所述术后扫描图像数据和所述三维模拟图像进行比对并生成手术报告。
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