[发明专利]一种脑肿瘤手术切口及入路规划方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机辅助外科领域，具体涉及一种针对脑肿瘤切除手术，利用医学图像在术前进行切口定位及手术入路规划的脑肿瘤手术切口及入路规划方法。

背景技术

脑肿瘤是一种神经系统疾病，严重危害人类的生命与健康。治疗脑肿瘤最直接有效的方法是神经外科手术，但是手术对医生的要求很高，不但要求医生准确切除病灶，而且还应尽量减小手术切口避免对患者造成额外的创伤。而传统神经外科手术往往依赖医生的手术经验，难以准确定位、切除病灶，进而容易造成手术入路的偏差，给患者带来额外伤害。掌握颅内病灶在头皮上的定位技术，是神经外科医生手术操作的基础，同时也关系到手术操作的难易程度、时间的长短、手术后的治疗效果和并发症等。病灶定位不准确会损伤患者脑功能区和其他颅内重要组织或造成肿瘤的不完全切除。因此,颅内病灶的头皮切口定位是神经外科手术的一个重要问题。

各种病灶在头皮上的定位方法的基础为神经影像学。影像学引导定位的方法有二种:直接引导定位法和计算机辅助定位法。直接引导定位是根据CT/MRI图像所显示的颅内病灶二维信息，结合各种定位标志系统，将病灶定位于头皮上。计算机辅助定位法是用计算机将一系列CT/MRI的断层图像相互叠加，形成颅内病灶的三维重建图像，辅助颅外定位标志系统，进行病灶的头皮定位。

脑肿瘤准确切除的关键技术在于准确定位脑肿瘤在头皮上的位置，从而确定切口位置和设计手术入路。颅内病灶在头皮上的定位原则是精确和微创，精确是指在头皮上定位切口和设计手术入路方向要考虑颅骨的曲度，而且使病灶到头皮上的定位区域距离最近，即路径最短。微创是指在治疗疾病的同时，应尽可能的避开颅内重要组织，以防损伤颅内重要功能区，给患者带来额外伤害。

目前，国内外病灶定位的方法主要有头皮标记物定位法、颅内解剖标志测量定位法、立体定向仪框架定位法、无框架导航定位法。本发明属于颅内解剖标志测量定位法范畴，目前颅内解剖标志测量定位法主要存在以下问题：

1.颅内解剖标志测量定位法没有考虑颅骨的曲度，很难使病灶到定位的头皮区域手术路径最短。

2.手术入路规划没有考虑颅内重要组织。

针对以上问题，本发明在有效避开颅内重要组织的情况下，获得病灶在头皮上的最短投影，以准确定位出最佳切口位置和切口大小，进而规划出手术入路。

发明内容

本发明的目的是为了将颅内病灶准确定位在头皮上，获得最佳的手术切口及手术入路，同时避开颅内重要组织，避免对患者造成二次伤害的，对颅内解剖标志测量定位法进行深入研究，提出一种在有效避开颅内重要组织的情况下，准确将病灶定位在头皮上，并且手术入路最短的脑肿瘤手术切口及入路规划方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)获取肿瘤中心点：

分别计算出肿瘤模型表面所有点的X坐标、Y坐标、Z坐标的平均值，

其中，表示肿瘤中心点，表示肿瘤模型表面第i个点，n表示肿瘤表面点的总数；

(2)定位头皮上距离最短点：

遍历头皮表面模型上所有点，计算头皮表面点到肿瘤中心点间距离，其中，D表示空间距离，表示头皮表面第i个点，表示肿瘤中心的坐标，最后定位D最小的头皮点坐标

将点与肿瘤中心点连线并显示，判断血管模型是否在该连线上；如果血管不在该连线上，则将到的向量作为投影基准向量，并执行步骤(4)；如果有血管在该连线上，执行步骤(3)；

(3)定位区域内距离最短点

在头皮上选取三个点构成一个三角形区域，该区域表示肿瘤中心点在头皮上的投影范围；然后在该三角形区域内找出距离脑肿瘤中心点距离最短的点，并将肿瘤中心点到该距离最短点形成的向量作为投影基准向量：

(3.1)确定三角形区域内点集

在头皮上避开血管的位置选择三点，分别设为A、B和C，采用同向法将头皮表面位于三角形内部点提取出来：