[发明专利]导航路径规划装置

说明书

本申请公开了一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航。导航路径规划装置包括影像导入模块、三维影像重建模块以及路径规划模块。通过影像导入模块接收CT图像的原始图像数据，并且产生相应的三维CT图像信息。三维影像重建模块接收三维CT图像信息，然后根据三维CT图像信息重建出肺部区域的三维结构数据和支气管树三维影像的结构数据。路径规划模块即根据三维CT图像信息和支气管树三维影像的结构数据绘制出从病变位置朝向主气管方向的导航路径，从而保证了导航路径的唯一性，并且提高导航路径的识别性。

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种导航路径规划装置。

背景技术

目前基于电磁导航技术的经肺部自然气道的介入式医疗技术，首先导入病人的肺部计算机断层摄影(computed tomography,CT)影像数据，接着划定病变区域，并重建出主气管和支气管的三维模型。之后，根据主气管和支气管的三维模型，从主气管朝向支气管的方向计算经各级支气管到达病变位置的路径。在术中阶段，首先将带有电磁传感器的指引导管插入支气管镜中，使用支气管镜到达导航软件要求的几个关键部位并标记；根据这些标记位置计算出重建的主气管和支气管树三维模型与肺部在实际电磁导航空间中的位置的对应关系，即规划路径与实际位置的配准；最后，再根据之前从主气管朝支气管方向建立的导航路径引导电磁传感器经各级支气管接近和到达病变位置。

然而，现有技术中存在以下缺陷：首先，由CT影像数据重建的主气管和支气管的三维模型不够精确，其中若为了保证准确，则无法重建出下级支气管树结构，反之，若提高下级支气管树结构的级数，则无法保证重建出的三维模型的准确性。其次，通过上述从主气管朝向支气管方式所获得的路径规划结果，如果病变位置在较深位置，则缺乏下级支气管信息，无法准确建立经自然气道的导航路径，只能通过定位信息不断尝试接近病变位置。再者，配准算法可能有误差，越进入肺部深处误差越明显，可能导致导航路径偏移至自然气道外的肺部组织里，并且在导航软件中显示到达病变位置后仍无法保证电磁传感器在肺部内确实到达病变位置，必需藉助其他手段来进行确认，例如通过X光影像或CT等显像技术来达成，徒增操作上的不便和增加X射线对医生和患者身体的辐射损害。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于提供一种导航路径规划装置和方法，从而解决了术前导航路径规划时无法识别下级支气管并建立导航路径的问题等。

为了解决上述问题，本申请揭示了一种导航路径规划装置，适于在肺部区域的CT图像和支气管树三维影像的基础上对医疗器械进行导航路径的规划。导航路径规划装置包括影像导入模块、三维影像重建模块以及路径规划模块。影像导入模块用以接收CT图像的原始图像数据，并且根据原始图像数据产生三维CT图像信息。三维影像重建模块耦接于影像导入模块。三维影像重建模块包括三维重建单元以及支气管识别分割单元，其中三维重建单元用以接收三维CT图像信息，并且根据三维CT图像信息重建出肺部区域的三维结构数据；支气管识别分割单元用以接收肺部区域的三维CT图像信息和所述肺部区域的三维结构数据以及根据所述肺部区域的三维CT图像信息识别肺部区域的三维结构数据中的支气管树结构，并且进行分割处理，而获得支气管树三维影像的结构数据，且支气管树三维影像的结构数据包括图像坐标信息。路径规划模块分别耦接于影像导入模块和三维影像重建模块。路径规划模块用以接收三维CT图像信息以及支气管树三维影像，并且根据三维CT图像信息和支气管树三维影像的结构数据分别在CT图像和/或支气管树三维影像上绘制导航路径。