[發明專利]一種實時精準的支氣管鏡定位方法

在審

• 申請號: 202210396922.3
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114732520A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 羅哲
• 申請（專利權）人: 蘇州影加科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61B1/267;G06T7/70
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種實時精準的支氣管鏡定位方法，屬于輔助定位技術領域，該定位方法具體步驟如下：(1)手術路徑規劃；(2)真實支氣管鏡影像與虛擬相機位置的自動初始化配準；(3)結合圖像傳感器實現實時高精度配準；本發明能夠保證檢測實時穩定，定位精度高，不受患者呼吸、咳嗽干擾，方便快捷，且便于操作者掌握和使用，同時不需要助手輔助，降低經濟成本，便于大規模推廣。

技術領域

本發明涉及輔助定位技術領域，尤其涉及一種實時精準的支氣管鏡定位方法。

背景技術

支氣管肺癌是世界范圍內發病率及死亡率最高的惡性腫瘤，晚期肺癌的生存率僅為20％，隨著低劑量薄層計算機斷層掃描的廣泛使用，肺癌的死亡率降低了20％，越來越多的患者以肺外周病變就診，為臨床診斷提出了新的挑戰。微創診斷PPLs的方法包括支氣管鏡透支氣管壁肺活檢術及CT引導經皮肺穿刺術。目前無導航輔助定位的TBLB陽性率僅為14％，CT引導下經皮肺穿刺活檢術陽性率高達90％，但氣胸的發生率為24％，病變＜2cm的肺外周結節經皮肺穿氣胸發生率可高達30％，并且經皮肺穿刺活檢術存在腫瘤轉移的可能性，目前臨床急需一種安全有效、方便快捷的輔助診斷PPLs的定位方法，目前主流的安全輔助診斷PPLs的定位方法有虛擬支氣管鏡導航和電磁支氣管鏡導航。VBN是一種新興的輔助定位技術，可以將患者術前的CT數據導入系統進行重建，從而為支氣管鏡的操作路徑提供最佳的指導作用。操作者沿著事先規劃好的手術路徑，將支氣管鏡送入所選支氣管并到達目標病灶，在操作過程中配備一個助手可以實現真實支氣管鏡影像的前進、旋轉方向等與虛擬視圖的同步。VBN的優點是安全有效，操作便捷，經濟實惠，且無額外的術前準備工作。缺點是操作過程中患者的呼吸、咳嗽及內鏡操作丟失，會導致助手無法實現真實影像和虛擬影像的同步，需要重新退回操作，延長了操作時間。ENB的優點是無需助手就能實現支氣管鏡的定位。缺點是ENB受限于患者的呼吸運動，無法準確定位支氣管鏡的位置，定位操作步驟相對繁瑣，延長了手術時間，此外無內鏡視野引導不直觀，不利于操作者掌握，檢查成本也十分昂貴；為此，我們提出一種實時精準的支氣管鏡定位方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種實時精準的支氣管鏡定位方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種實時精準的支氣管鏡定位方法，該定位方法具體步驟如下：

(1)手術路徑規劃；

(2)真實支氣管鏡影像與虛擬相機位置的自動初始化配準；

(3)結合圖像傳感器實現實時高精度配準。

作為本發明的進一步方案，步驟(1)中所述手術路徑規劃具體步驟如下：

步驟一：讀入患者CT數據，同時自動提取出支氣管樹、血管和目標區域等解剖結構；

步驟二：自動生成支氣管樹的中心線，并構建中心線樹的拓撲結構；

步驟三：自動規劃出從主氣道到目標區域的安全手術路徑。

作為本發明的進一步方案，步驟(2)中所述初始化配準具體步驟如下：

第一步：操作者將支氣管鏡放置在患者主氣道的隆凸位置；

第二步：對支氣管鏡的真實影像進行分析預處理，并分割出影像的氣管結構；

第三步：建立真實影像與虛擬圖像的信息測度，其具體測度公式如下：

其中，A為真實影像，B為虛擬影像，N為圖像灰度級數，p_Ai為真實影像像素值為i的概率，p_Bi為虛擬影像像素值為i的概率，為真實影像像素值為i，且虛擬影像像素值為j的聯合概率；