[发明专利]一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法

说明书

本发明公开了一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法，首先从肝肿瘤射频消融术中CT序列扫描图像中快速自动提取出肝肿瘤、肝脏和关键解剖结构(大血管、肺、心脏、胃、肾、胆囊、皮肤和骨骼)的三维结构，计算出穿刺路径的终点，以皮肤上的N个点作为穿刺路径的潜在起点，由穿刺路径的潜在起点和穿刺路径的终点形成N条潜在穿刺路径，剔除其中满足不合理潜在穿刺路径条件的M条潜在穿刺路径，剩下K条备选潜在穿刺路径(K＝N‑M)，再对K条备选潜在穿刺路径分别计算各项评分准则下的评分，最后计算各条备选潜在穿刺路径的综合评分，将综合评分最高的备选潜在穿刺路径作为CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法的输出结果。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法。

背景技术

CT(Computed Tomography,计算机断层扫描成像)引导射频消融术已应用于临床肝肿瘤的微创治疗，CT引导肝肿瘤射频消融术是在CT影像的引导下将射频电极(消融针)刺入肝肿瘤中心作为热源，在一定时间内将肿瘤组织加热到较高温度即刻达到肿瘤的完全性凝固坏死，从而在原位直接杀灭肿瘤。确保消融针针尖精确刺入肿瘤内部靶点是CT引导肝肿瘤射频消融术的关键环节，它直接影响治疗效果，但目前消融针穿刺路径规划(针以何种最优路径刺入肿瘤)尚依赖于临床医师的个人经验，因此对计算机辅助穿刺路径规划提出了需求。但现有计算机辅助穿刺路径规划方法存在速度慢、自动化水平不高的问题，难以应用于CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划。

本发明旨在提出一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法，首先从肝肿瘤射频消融术中CT序列扫描图像中快速自动提取出肝肿瘤、肝脏和关键解剖结构的三维结构，计算出穿刺路径的终点(肝肿瘤的三维结构的中心或重心)，以皮肤上的N个点作为穿刺路径的潜在起点，由穿刺路径的潜在起点和穿刺路径的终点形成N条潜在穿刺路径，剔除其中满足不合理潜在穿刺路径条件的M条潜在穿刺路径，剩下K条备选潜在穿刺路径(K＝N-M)，再对K条备选潜在穿刺路径分别计算各项评分准则下的评分，最后计算各条备选潜在穿刺路径的综合评分，将综合评分最高的备选潜在穿刺路径作为CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法的输出结果。相比现有计算机辅助穿刺路径规划方法，本发明的CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法具有以下特点：全自动、算法复杂度低、计算速度快，可用于CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径的实时自动规划。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法。该方法首先从。

一种CT引导肝肿瘤射频消融术中穿刺路径规划方法，包括以下步骤：

步骤1、根据肝肿瘤射频消融术中CT序列扫描图像，利用快速自动三维图像分割，提取出肝肿瘤、肝脏和关键解剖结构的三维结构；

步骤2、根据肝肿瘤的三维结构，采取穿刺路径的终点的计算准则，计算穿刺路径的终点；

步骤3、据皮肤的三维结构，分别将皮肤表面上的N个点中的每一点作为穿刺路径的潜在起点，连接穿刺路径的潜在起点和穿刺路径的终点，形成N条潜在穿刺路径，判断每一条潜在穿刺路径是否满足J项不合理潜在穿刺路径条件中的至少一项，将满足J项不合理潜在穿刺路径条件中的至少一项的皮肤表面上的点标记为不合理潜在起点，不合理潜在起点的总个数为M，剩下K个备选潜在起点，其中K＝N-M；

步骤4、根据K个备选潜在起点，连接备选潜在起点和穿刺路径的终点，形成K条备选潜在穿刺路径，采取L项评分准则，计算每一条备选潜在穿刺路径的各项评分准则下的评分其中，i表示第i条备选潜在穿刺路径，1≤i≤K，j表示第j项评分准则，1≤j≤L；

步骤5、根据K条备选潜在穿刺路径的各项评分准则下的评分计算第i条备选穿刺路径的综合评分得到每一条备选潜在穿刺路径的综合评分，其中w_j为第j项评分准则的权重，0＜w_j＜1，且