CN112057165A - 一种路径规划方法、装置、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种路径规划方法、装置、设备和介质。该方法包括：获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。本发明实施例的技术方案，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及医疗技术领域，尤其涉及一种路径规划方法、装置、设备和介质。
背景技术
近年来，由于手术的复杂性需要借助图像为手术操作进行导航，提高手术准确度。
在某些脊柱微创介入操作及疼痛科操作中，如交感神经阻滞或小针刀治疗，临床上单独使用X射线成像设备或单独使用移动超声拍摄的图像对手术进行导航。
使用单一X射线成像设备拍摄的图像进行导航，手术全程在透视模式下进行会对医生和患者带来一定的辐射伤害，且X射线图像只能看到人体骨组织信息，无法对人体血管、神经进行成像，医生需凭借经验来开展手术，极大延长手术时间的同时，还存在准确性低、风险大等问题。单独使用移动超声拍摄的图像进行导航，由于超声图像分辨率较低，医生不能通过超声图像清晰的看出细微组织结构，且超声图像视野范围较小而且有些解剖结构相似度高，故无法通过超声图像准确地找到病灶。
发明内容
本发明实施例提供一种路径规划方法、装置、设备和介质，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，通规划手术器械的作用路径，以实现提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种路径规划方法，该方法包括：
获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；
获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；
根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
第二方面，本发明实施例还提供了一种路径规划装置，该装置包括：
图像获取模块，用于获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；
图像融合模块，用于获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；
路径规划模块，用于根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
第三方面，本发明实施例还提供了一种成像设备，其中，所述成像设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的路径规划方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的路径规划方法。
本发明实施例通过获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种路径规划方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种路径规划方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的一种路径规划方法的流程图；
图4是本发明实施例四中的一种路径规划装置的结构图；
图5是本发明实施例五中的一种成像设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种路径规划方法的流程图，本实施例可适用于手术器械植入路径规划的情况，该方法可以由路径规划装置来执行，具体包括如下步骤：
S110、获取目标对象的X射线图像，在目标对象的X射线图像上标记出病灶位置。
采用数字化X射线成像设备拍摄目标对象术前的X射线图像。示例性的，可以采用C型臂X光机、移动的数字化X射线成像设备或悬吊的数字化X射线成像设备获取目标对象术前的X射线图像。可选的，所述获取目标对象的X射线图像，包括：获取所述未植入手术器械的目标对象至少两个拍摄角度的X射线图像；通过至少两个角度的X射线图像的清晰度与显示的病灶位置确定与所述未植入手术器械的目标对象的超声图像进行融合的X射线图像。获取目标对象的至少两个角度的术前X射线图像，从中筛选出清晰度和显示的病灶位置能够满足临床诊断需求的术前X射线图像，在该图像中标记出病灶的位置，与目标对象的术前超声图像进行融合。
S120、获取目标对象的超声图像，将目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像。
超声图像可以对目标对象的血管、神经进行清晰的显示，将超声探头置于目标对象的患处，获取目标对象的术前超声图像。将标记有病灶位置的术前X射线图像与目标对象的术前超声图像进行融合，得到术前融合图像。可选的，图像融合的方法包括：邻近显示法、直接融合法、特征选择融合法等，可根据实际情况选择适合的方法进行图像融合。
S130、根据融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
在术前X射线图像与术前超声图像的融合图像中可以同时显示病灶位置、血管和神经等信息，根据术前融合图像中显示的病灶位置、血管息以及神经等信息，为手术器械作用于目标对象规划合理的路径，避免手术器械在作用过程中，损伤到不必要的血管和神经，从而引起其他的病症，为手术器械作用于目标对象提供参考依据，提高手术器械植入的准确率以及成功率。
本发明实施例通过获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；X射线图像可以清晰显示目标对象的骨组织信息，有利于对病灶位置进行标记。超声图像可以清晰显示目标对象的血管、神经，获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径，为手术操作提供了更多的参考信息，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种路径规划方法的流程图，本实施例以实施例一为基础进行进一步优化。可选的，路径规划方法还包括：获取所述手术器械作用于所述目标对象的实时超声图像；根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示，可以为手术器械的植入进行纠偏，为后续的植入提供参考依据，提高手术器械植入病灶的准确率。
如图2所示，具体包括如下步骤：
S210、获取目标对象的X射线图像，在目标对象的X射线图像上标记出病灶位置。
S220、获取目标对象的超声图像，将目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像。
S230、根据融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
S240、获取手术器械作用于目标对象的实时超声图像；根据实时超声图像确定手术器械的作用路径，并将作用路径进行显示。
在手术过程中，超声探头随手术器械的移动而移动，实时获取术中超声图像，在术中超声图像中可以显示手术器械实时的作用情况。可选的，所述根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示，包括：将所述实时超声图像与所述目标对象的X射线图像进行融合，得到实时融合图像；将所述作用路径在所述实时融合图像中进行显示。将实时获取的术中超声图像与标记病灶位置的术前X射线图像进行融合，得到的术中融合图像，术中融合图像可以显示当前手术器械在目标对象中的植入位置，以及当前手术器械与病灶的相对位置。根据术中超声图像实时确定手术器械的作用路径，并将作用路径进行显示，并与通过术前融合图像规划的手术器械作用于目标对象的规划路径进行比对，可以为手术器械的作用路径进行纠偏，使手术器械可以准确地植入到病灶位置。
在上述实施例的基础上，路径规划方法还包括：将所述作用路径与所述规划路径进行匹配得到匹配结果；根据所述匹配结果对所述作用路径进行调整。将手术器械实时的作用路径与规划的路径进行匹配，若手术器械的作用路径与规划路径一致，说明手术器械已植入部分的作用路径准确，可继续进行后续的植入。当手术器械的作用路径与规划路径之间出现偏差时，及时对手术器械的作用路径进行调整，使其与规划路径保持一致，避免出现手术器械植入位置错误的情况，进而提高手术的成功率。
本发明实施例通过获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；X射线图像可以清晰显示目标对象的骨组织信息，有利于对病灶位置进行标记。超声图像可以清晰显示目标对象的血管、神经，获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径，为手术操作提供了更多的参考信息，获取所述手术器械作用于所述目标对象的实时超声图像；根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示，可以为手术器械的植入进行纠偏，为后续的植入提供参考依据，提高手术器械植入病灶的准确率，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种路径规划方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行进一步优化，可选的，路径规划方法还包括：调整图像采集设备的拍摄角度，获取反映所述手术器械在所述目标对象中最终植入位置的X射线图像。确认手术器械最终的植入位置，保障手术器械植入的准确性。
如图3所示，具体包括如下步骤：
S310、获取目标对象的X射线图像，在目标对象的X射线图像上标记出病灶位置。
S320、获取目标对象的超声图像，将目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像。
S330、根据融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
S340、调整图像采集设备的拍摄角度，获取反映所述手术器械在所述目标对象中最终植入位置的X射线图像。
当手术器械作用完成，植入到病灶位置时，调整数字化X射线成像设备的拍摄角度，再次获取手术器械作用完成时目标对象的X射线图像，通过不同角度的X射线图像显示手术器械作用完成时是否已准确植入到病灶位置，若手术器械未植入到病灶位置，及时对手术器械的植入位置进行调整，保障手术器械植入的准确性，防止因手术器械植入偏差对目标对象造成伤害。
本发明实施例通过获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；X射线图像可以清晰显示目标对象的骨组织信息，有利于对病灶位置进行标记。超声图像可以清晰显示目标对象的血管、神经，获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径，为手术操作提供了更多的参考信息，调整图像采集设备的拍摄角度，获取反映所述手术器械在所述目标对象中最终植入位置的X射线图像，确认手术器械最终的植入位置，保障手术器械植入的准确性，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种路径规划装置的结构图，该路径规划装置包括：图像获取模块410、图像融合模块420和路径规划模块430。
其中，图像获取模块410，用于获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；图像融合模块420，用于获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；路径规划模块430，用于根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
在上述实施例方案中，路径规划装置，还包括：
路径规划模块，用于根据所述术前融合图像对手术器械作用于所述目标对象的路径进行规划得到规划路径。
在上述实施例方案中，路径规划装置，还包括：
实时超声图像获取模块，用于获取所述手术器械作用于所述目标对象的实时超声图像；根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示。
在上述实施例方案中，实时超声图像获取模块，包括：
图像融合单元，用于将所述实时超声图像与所述未植入手术器械的目标对象的X射线图像进行融合，得到实时融合图像；
融合图像显示单元，用于将所述作用路径在所述实时融合图像中进行显示。
在上述实施例方案中，图像获取模块410，包括：
X射线图像获取单元，用于获取所述未植入手术器械的目标对象至少两个拍摄角度的X射线图像；
图像确定单元，用于通过至少两个角度的X射线图像的清晰度与显示的病灶位置确定与所述未植入手术器械的目标对象的超声图像进行融合的X射线图像。
本发明实施例通过获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径，解决了通过单一的医学图像提供的信息较少，无法为手术提供有效的参考依据的问题，根据规划的路径植入手术器械，可以提高手术成功率、降低手术并发症的效果。
本发明实施例所提供的路径规划装置可执行本发明任意实施例所提供的路径规划方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种成像设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的路径规划方法对应的程序指令/模块(例如，路径规划装置中的图像获取模块410、图像融合模块420和路径规划模块430)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的主题更新方法。
存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种路径规划方法，该方法包括：
获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；
获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；
根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的路径规划方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述路径规划装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种路径规划方法，其特征在于，包括：
获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；
获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；
根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述手术器械作用于所述目标对象的实时超声图像；根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示，包括：
将所述实时超声图像与所述目标对象的X射线图像进行融合，得到实时融合图像；
将所述作用路径在所述实时融合图像中进行显示。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述作用路径与所述规划路径进行匹配得到匹配结果；
根据所述匹配结果对所述作用路径进行调整。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
调整图像采集设备的拍摄角度，获取反映所述手术器械在所述目标对象中最终植入位置的X射线图像。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标对象的X射线图像，包括：
获取所述未植入手术器械的目标对象至少两个拍摄角度的X射线图像；
通过至少两个角度的X射线图像的清晰度与显示的病灶位置确定与所述未植入手术器械的目标对象的超声图像进行融合的X射线图像。
7.一种路径规划装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取目标对象的X射线图像，在所述目标对象的X射线图像上标记出病灶位置；
图像融合模块，用于获取所述目标对象的超声图像，将所述目标对象的超声图像与标记出病灶位置的X射线图像进行融合，得到融合图像；
路径规划模块，用于根据所述融合图像中的病灶位置进行路径规划得到规划路径。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
作用路径显示模块，用于获取所述手术器械作用于所述目标对象的实时超声图像；根据所述实时超声图像确定所述手术器械的作用路径，并将所述作用路径进行显示。
9.一种成像设备，其特征在于，所述成像设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的路径规划方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的路径规划方法。
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