[發明專利]一種在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統

在審

• 申請號: 202010951132.8
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112022348A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 張忞;周欣歡;張淳;張磊;俞豐華;陳磊;劉藝博
• 申請（專利權）人: 杭州微引科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌;宋纓

本發明涉及一種在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統，包括：器官模型建立模塊，用于在術前對穿刺部位的醫學圖像進行實時分割，并將分割后的器官建立3D模型；穿刺路徑規劃模塊，用于建立避開病灶周圍分割好的組織器官的最佳直線路徑；定位模塊，用于對穿刺針進行實時定位，以確定所述穿刺針的針尖位置和角度；配準模塊，用于將術前醫學圖像和術中醫學圖像進行配準得到混合圖像；融合模塊，用于將建立的3D模型和規劃的最佳直線路徑導入到所述混合圖像中得到器官分割的導航地圖；實時引導模塊，用于計算最佳直線路徑與實際進針路徑的位置偏差以引導穿刺。本發明解決了醫生對消融范圍和時間估算依賴于經驗的的問題。

技術領域

本發明涉及計算機輔助醫療技術領域，特別是涉及一種在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統。

背景技術

CT引導射頻消融術是在CT影像的引導下將射頻電極(消融針)刺入腫瘤中心作為熱源，在一定時間內將腫瘤組織加熱到較高溫度即刻達到腫瘤的完全性凝固壞死，從而在原位直接殺滅腫瘤。確保消融針針尖精確刺入腫瘤內部靶點是CT引導腫瘤視頻消融術的關鍵環節，它直接影響治療效果。目前臨床上基于CT引導的腫瘤消融治療，在治療前，醫師基于對二維CT影像的理解，憑經驗擬定腫瘤消融計劃。在治療中，醫師在CT影像的引導下，憑借手眼協調能力及個人經驗將熱消融針穿刺到腫瘤內部。由此可見，臨床治療中的定位與穿刺受醫師的個人經驗和能力影響，不同的手術醫師制定的消融計劃往往是不同的，治療過程和效果也是有差異的。

發明內容

本發明提供一種在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統，解決醫生在消融過程中看不見穿刺針和消融針的實時影像，對消融范圍和時間估算依賴于經驗的的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統，包括：器官模型建立模塊，用于在術前對穿刺部位的醫學圖像進行實時分割，并將分割后的器官建立3D模型；穿刺路徑規劃模塊，用于建立避開病灶周圍分割好的組織器官的最佳直線路徑；定位模塊，用于對穿刺針進行實時定位，以確定所述穿刺針的針尖位置和角度；配準模塊，用于將術前醫學圖像和術中醫學圖像進行配準得到混合圖像；融合模塊，用于將建立的3D模型和規劃的最佳直線路徑導入到所述混合圖像中得到器官分割的導航地圖；實時引導模塊，用于計算最佳直線路徑與實際進針路徑的位置偏差以引導穿刺。

所述的在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統還包括與所述器官模型建立模塊相連的位移補償模塊，用于通過位于患者身上的定位圓盤確定患者呼吸時產生的位移，并基于所述定位圓盤的位移修正器官的位移。

所述器官模型建立模塊使用深度學習模型以及根據不同器官的CTHU值對醫學圖像進行實時分割。

所述穿刺路徑規劃模塊采用快速行進算法建立避開病灶周圍分割好的組織器官的最佳直線路徑。

所述定位模塊通過電磁發生器和穿刺針上的傳感器實現對穿刺針進行實時定位，并通過位于患者身上的定位圓盤實現呼吸補償實現對所述穿刺針的二次校準。

所述的在CT和AI雙引導下的穿刺消融術中導航系統還包括療效評估模塊，所述療效評估模塊通過比較每次消融過程前后的腫瘤三維模型的CT值和體積變化來評估消融療效

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明使用人工智能實時分割技術，對實時的CT影像進行實時的三維分割重建，使得3D導航模型更準確。本發明在進針和消融階段，實時顯示穿刺針和消融針的位置，將該位置顯示效果融入到CT掃描與病灶三維重建的混合圖像中，計算消融范圍與消融時間，解決醫生在消融過程中看不見穿刺針和消融針的實時影像，對消融范圍和時間估算依賴于經驗的的問題。

附圖說明

圖1是本發明的結構方框圖；