[發明專利]一種X光和術前CT引導下的肺穿刺手術定位方法

在審

• 申請號: 201710468359.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107374705A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 顧力栩;王濤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 應小波

1.一種X光和術前CT引導下的肺穿刺手術定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，根據臨床生理學特征建立肺部圖像的三維形狀模型和形變模型；

第二步，將患者手術前CT圖像與三維形狀模型進行配準，配準結果結合形變模型計算患者肺部形變模型；

第三步，將患者手術前CT圖像進行投影計算，生成模擬的X光圖像；

第四步，手術中采集X光圖像與模擬的X光圖像進行配準，計算術中肺部的二維位移場，計算穿刺針位置坐標信息；

第五步，使用二維的位移場和肺部形變模型計算術中的三維圖像的位移場信息；

第六步，使用得到的三維位移場和術前CT圖像生成配準后的三維圖像，計算三維圖像中病灶的位置信息；

第七步，在可視化的三維圖像引導下調整穿刺針位置直至完成穿刺定位。

2.根據權利要求1所述的一種X光和術前CT引導下的肺穿刺手術定位方法，其特征在于，所述的肺部圖像的三維形狀模型和形變模型定義具體為：

三維形狀模型和形變模型是采用普通CT圖像樣本作為輸入，通過統計學處理得到肺部CT的圖像特征和形變特征；

使用M組包含最小呼吸相位I_exhale和最大呼吸相位I_inhale的CT圖像樣本，其中每組圖像的最小和最大呼吸相位為同一患者數據，其中M≥10，

形狀模型：用最小呼吸相位作為配準的浮動相位，最大呼吸相位作為配準的參考相位，首先對M組CT圖像之間的參考相位進行仿射配準，去除不同圖像樣本的大小和位置差異，以第M組為參考圖像，剩余M-1組配準得到轉換系數：T＝{T₁,T₂,…,T_M-1,T_M}，T_M補充為單位變換，最后形狀模型為：

Imeanex=(M)-1Σi=1MTi(Iiex)]]>

其中對第i個圖像進行仿射配準后的結果，取平均樣本作為形狀模型來描述肺部的最小呼吸相位特征；

形變模型：將最大呼吸相位作為非剛體配準的參考相位，最小呼吸相位作為浮動相位，對M組圖像進行基于自由形變的三維圖像配準，得到M組相位間形變的位移場表示為：DVF＝{D₁,D₂,…,D_M}，其中配準的位移場滿足形變變換：最后形變模型為：

Dmean=(M)-1Σi-1MTi(Di)]]>

其中，D_i分別為第i個最大呼吸相位圖像、最小呼吸相位圖像、最小呼吸相位到最大呼吸相位的形變位移場，T_i(D_i)為對第i個形變的位移場D_i進行仿射配準后的結果，去除大小和位置差異。