CN115919426A - 一种直角三角形配准的颅内定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直角三角形配准的颅内定位方法，包括以下步骤：1)CT扫描；2)皮肤仿真重建；3)血肿三维重建；4)绘制直角三角形；5)双模型成图片；6)图片投影对比。本发明通过CT对头颅进行扫描获取原始数据，通过3D Slincer软件在电脑中建立头面部皮肤与血肿模型，并通过在模型中建立的三维等腰直角三角形形成的侧位像照片与患者头皮上同位置同大小标记的等腰直角三角形重合配准对颅内进行准确定位。本发明采用直角三角形辅助颅表面划线，对颅内定位准确，便于医生对患者颅内快速定位，定位准确性高，速度快，不影响手术的正常进行，实用性强。

Description

一种直角三角形配准的颅内定位方法

技术领域

本发明涉及人颅内靶点定位技术领域，具体是指一种直角三角形配准的颅内定位方法。

背景技术

人颅内各种功能组织发病率日益增高，各种脑血管疾病、颅内肿瘤、脑卒中等等。近年来，高血压脑出血随着高血压患者的增多，成为一种常见病，而高血压患者患脑出血管病的危险性是正常人的32倍。自微创手术的广泛应用，已经成为治疗颅内出血的重要手段，但由于没有精准的相匹配的设备，对于出血量较少、病灶较小的患者，一般选择保守姑息治疗，而达到手术适应症的患者基本依赖医生个人的临床经验，由此导致手术无标准、治疗效果参差不齐。

人们在不断寻找一种科学、有效、易于操作、易推广的广谱性的方法，以解决困扰微创手术过程中把控不准的难题，给患者创造更大的生存几率，提高术后患者的生存质量。

1965年提出了立体定向抽吸术，该技术方法由于当时未有CR，所以采用头部X-线平片和解剖标识定位来定向出血位。1978年Backlund和vonHolst提出了结合立体定向技术和阿基米德血肿清除器的早期血肿消除技术。1985年随着CT技术的使用，Kandel和Peresedov利用CT引导下定位和改进手术设备的微创方法，其治疗结果显示：有了CT引导血肿清除较彻底。自1995年开始，孙树杰教授开始研究使用颅表面划线定位的方法开展高血压脑出血微创手术方法。

申请号：202210057166.1公开了一种颅内血肿穿刺定位装置及其定位方法，通过设置定位机构对穿刺针进行定位引导，可根据患者头骨特征进行调节固定。但上述方法需要通过定位装置对头骨进行固定，存在妨碍手术的正常进行的技术风险。

因此，针对上述描述的技术问题亟需一种利用直角三角形配准定位的颅内定位方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种直角三角形配准的颅内定位方法，目的是通过CT对头颅进行扫描且运用3D软件进行头面部皮肤仿真建模然后利用十字线工具建立直角三角形以达到对颅内进行定位的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种直角三角形配准的颅内定位方法，包括以下步骤：

1)CT扫描：采用CT对头颅进行扫描获取原始数据，并将相关数据传输至工作电脑；

2)皮肤仿真重建：在电脑上通过3D软件将步骤(1)得到的原始数据导入进行头面部皮肤仿真重建；

3)血肿三维重建：在建好的模型上，以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面建立XYZ三维坐标，在颅内进行颅内血肿的三维重建；

4)绘制直角三角形：在以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面上，以血肿同侧耳屏尖为起点分别在轴位和冠状位上头皮表面作连线；然后沿连线紧贴头皮画出血肿侧两条直角边(以同侧耳屏尖为直角点)，同侧眦耳线为一条直角边，与其垂直的为另一条直角边；最后分别以直角边末端为起点和终点绘制斜边，形成等腰直角三角形；

5)双模型成图片：将血肿三维模型与等腰直角三角形三维模型融合于同一坐标，并选择模型与头皮同侧的侧位像作为图片进行保存；

6)图片投影对比：在病人头皮上标记相同位置的等腰直角三角形，并结合步骤(5)得到的侧位像图片对颅内病灶体进行表投影，实现对颅内的准确定位。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过CT对头颅进行扫描获取原始数据，通过3D Slincer软件在电脑中建立头面部皮肤与血肿模型，并通过在模型中建立的三维等腰直角三角形形成的侧位像照片与患者头皮上同位置同大小标记的等腰直角三角形重合配准对颅内进行准确定位。本发明采用直角三角形辅助颅表面划线，对颅内定位准确，便于医生对患者颅内快速定位，定位准确性高，速度快，不影响手术的正常进行，实用性强。

附图说明

图1是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的技术框架图。

图2是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的皮肤仿真重建与血肿三维重建示意图。

图3是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的绘制直角三角形示意图一。

图4是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的绘制直角三角形示意图二。

图5是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的双模型成图片示意图。

图6是本发明一种直角三角形配准的颅内定位方法的病人头皮标记示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

一种直角三角形配准的颅内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)CT扫描：采用CT对头颅进行扫描获取原始数据，并将相关数据传输至工作电脑；将头颅CT扫描原始数据(层厚1.25mm，矩阵512×512，约128层)，通过医学影像存档与通信***(picture archiving and communica-tion system，PACS)传输至工作电脑。

2)皮肤仿真重建：在电脑上通过3D软件将步骤(1)得到的原始数据导入进行头面部皮肤仿真重建；运行3D Slicer软件将头颅CT扫描数据以原始DICOM格式导入，首先选择volume rendering(体绘制)模块行头面部皮肤仿真重建。

3)血肿三维重建：在建好的模型上，以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面建立XYZ三维坐标，在颅内进行颅内血肿的三维重建；调出十字线工具，选择transforms(转换)模块将数据分别在轴位和冠状位上转换至正中，在矢状位上转换至以双侧眦耳线(可在头面部体绘制3D图像参考下的耳屏至外眦水平)为基底层的平面，并固定转换后的数据；然后选择segment Editor模块，先add一个segment1运行Threshold等工具进行颅内血肿三维重建。

4)绘制直角三角形：在以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面上，以血肿同侧耳屏尖为起点分别在轴位和冠状位上头皮表面作连线；然后沿连线紧贴头皮画出血肿侧两条直角边(以同侧耳屏尖为直角点)，同侧眦耳线为一条直角边，与其垂直的为另一条直角边；最后分别以直角边末端为起点和终点绘制斜边，形成等腰直角三角形；add一个segment 2，用十字线工具将图像暂时调定于正中、眦耳线(通过耳屏)的层面，先使用creat place模块的line工具以血肿同侧耳屏尖为起点分别在轴位和冠状位上头皮表面作6cm连线显示，然后用paint工具沿连线紧贴头皮画出血肿侧两条直角边(以同侧耳屏尖为直角点，同侧眦耳线为一条直角边，与该边垂直向上的为另一条直角边，均为6cm)并show3D显示。add一个segment 3，使用Draw tube工具建一个管道(管道起点和终点分别为两个直角边的末端)为等腰直角三角形的斜边，再应用logical operators模块的add工具将斜边添加到segment 2。

5)双模型成图片：将血肿三维模型与等腰直角三角形三维模型融合于同一坐标，并选择模型与头皮同侧的侧位像作为图片进行保存；segment 1(血肿)和segment 2(等腰直角三角形)两个三维模型(分别渲染为不同颜色)，3D界面将显示此二个三维重建模型和头皮的仿真图像融合于同一坐标，然后选择血肿(含直角三角形)模型和头皮(仿真图片)同侧的侧位像分别截图成图片。

6)图片投影对比：在病人头皮上标记相同位置的等腰直角三角形，并结合步骤(5)得到的侧位像图片对颅内病灶体进行表投影，实现对颅内的准确定位。在病人头皮上用记号笔标记出相同位置相同大小的等腰直角三角形。将智能手机固定于手机支架，打开安卓***智能手机Sina软件(苹果***为重曝相机程序)并调取上述融合的侧位像截图作为底片，旋转手机方向和调整远近使底片的直角三角形与在病人头皮上实际标记的相应的直角三角形完全重合以配准，并以头皮轮廓配准作为参考，然后在手机相机监视下勾画出颅内病灶体表投影，即实现基于直角三角形配准的颅内精准定位。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种直角三角形配准的颅内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)CT扫描：采用CT对头颅进行扫描获取原始数据，并将相关数据传输至工作电脑；

2)皮肤仿真重建：在电脑上通过3D软件将步骤(1)得到的原始数据导入进行头面部皮肤仿真重建；

3)血肿三维重建：在建好的模型上，以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面建立XYZ三维坐标，在颅内进行颅内血肿的三维重建；

4)绘制直角三角形：在以轴位和冠状位为正中、以双侧眦耳线为基础层平面上，以血肿同侧耳屏尖为起点分别在轴位和冠状位上头皮表面作连线；然后沿连线紧贴头皮画出血肿侧两条直角边(以同侧耳屏尖为直角点)，同侧眦耳线为一条直角边，与其垂直的为另一条直角边；最后分别以直角边末端为起点和终点绘制斜边，形成等腰直角三角形；

5)双模型成图片：将血肿三维模型与等腰直角三角形三维模型融合于同一坐标，并选择模型与头皮同侧的侧位像作为图片进行保存；

6)图片投影对比：在病人头皮上标记相同位置的等腰直角三角形，并结合步骤(5)得到的侧位像图片对颅内病灶体进行表投影，实现对颅内的准确定位。

2.根据权利要求1所述的一种直角三角形配准的颅内定位方法，其特征在于，所述步骤1)中CT扫描层后为1.25mm，矩阵为512×512，128层，所述CT通过医学影像存档与通信***传输至工作电脑。

3.根据权利要求2所述的一种直角三角形配准的颅内定位方法，其特征在于，所述步骤2)中的3D软件为3D Slincer软件。

4.根据权利要求3所述的一种直角三角形配准的颅内定位方法，其特征在于，所述步骤6)中在头皮上标记的等腰三角形与所述步骤4)中绘制的等腰直角三角形大小相同。

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