[發明專利]腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法及裝置

在審

• 申請號: 202011251430.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN114451994A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 楊健;武潺;王涌天;王一凡
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

1.腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)初始化影像參數，進行位姿配準及目標選??；

(2)術前運動分析，獲取目標的空間位置；

(3)提取呼吸信號規律：實時跟蹤目標在三維空間中的位置，同步跟蹤體表傳感器的空間位置，擬合出兩個信號之間的映射關系；

(4)呼吸運動矯正：術中利用當前時刻體表傳感器的空間位置預測目標在呼吸影響下的空間位置，在每一時刻都對術前規劃的靜態介入路徑進行矯正。

2.根據權利要求1所述的腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法，其特征在于：在所述步驟(1)中，在導航系統中跟蹤體表傳感器空間位置，與術前影像進行位姿配準，在二維超聲影像中選取跟蹤目標，當目標所處呼吸節點與術前影像最相近時記錄目標空間位置P₀，記錄超聲平面位置其中θ₀為超聲平面與y＝0平面的夾角，為超聲平面與z＝0平面的夾角，r₀為超聲平面與z軸的截距。

3.根據權利要求2所述的腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法，其特征在于：在所述步驟(2)中，在術前影像中，以P₀為中心，截取目標塊B，對B進行空間采樣得到若干個二維影像切片；患者自由呼吸時，在二維超聲平面上進行跟蹤，得到以目標為中心的局部二維超聲影像U_t，目標的空間位置P_t，將U_t與若干二維切片進行匹配，尋找最相似的切片，其平面位置為U_t當前位置，計算P_t在平面的投影點，得到當前目標的真實空間位置。

4.根據權利要求3所述的腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法，其特征在于：在所述步驟(2)中，對B進行以P₀為球心的球坐標空間采樣，得到N個二維切面其中i＝1，2…，N；t時刻，在二維超聲中目標空間位置為P_t，以P_t為中心截取包含完整目標的局部影像U_t，將U_t與每一個二維切面進行基于局部結構性梯度的相似性度量，尋找最佳匹配切面此時P_t為切面上的點，建立平面與平面的轉換關系T_t，將T_t作用于P_t即可得到當前目標的真實空間位置P_t→0。

5.根據權利要求4所述的腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正方法，其特征在于：在所述步驟(3)中，采用多項式擬合方式建立體表傳感器位置到目標位置的映射關系。

6.腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正裝置，其特征在于：其包括：

初始化模塊，其配置來初始化影像參數，進行位姿配準及目標選取；

分析模塊，其配置來術前運動分析，獲取目標的空間位置；

提取模塊，其配置來提取呼吸信號規律：實時跟蹤目標在三維空間中的位置，同步跟蹤體表傳感器的空間位置，擬合出兩個信號之間的映射關系；

矯正模塊，其配置來呼吸運動矯正：術中利用當前時刻體表傳感器的空間位置預測目標在呼吸影響下的空間位置，在每一時刻都對術前規劃的靜態介入路徑進行矯正。

7.根據權利要求6所述的腹腔內柔性組織呼吸實時圖像矯正裝置，其特征在于：所述初始化模塊，在導航系統中跟蹤體表傳感器空間位置，與術前影像進行位姿配準，在二維超聲影像中選取跟蹤目標，當目標所處呼吸節點與術前影像最相近時記錄目標空間位置P₀，記錄超聲平面位置