[发明专利]基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统和方法

权利要求书

1.一种基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其包括分割规划神经网络模块和特征提取模块，其中：

所述分割规划神经网络模块用于根据CBCT脊椎图像计算椎弓根螺钉通道的特征点热图和CBCT脊椎图像分割图；以及

所述特征提取模块用于根据所述特征点热图和所述CBCT脊椎图像分割图计算所述椎弓根螺钉通道的特征值，其中，所述特征值包括椎弓根螺钉通道的入点、靶点、长度和直径，所述特征点热图包括中点热图和入点热图。

2.如权利要求1所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其中，所述分割规划神经网络模块包括分割器和特征点解码器，其中：

所述分割器用于根据所述CBCT脊椎图像得到所述CBCT脊椎图像分割图以及所述CBCT脊椎图像的特征数据；以及

所述特征点解码器用于根据所述CBCT脊椎图像分割图以及所述CBCT脊椎图像的特征数据计算椎弓根螺钉通道的特征点热图。

3.如权利要求2所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其中，所述分割器包括编码器和第一解码器，所述编码器用于根据所述CBCT脊椎图像计算所述CBCT脊椎图像的特征数据，所述第一解码器用于根据所述CBCT脊椎图像的特征数据计算所述CBCT脊椎图像分割图。

4.如权利要求3所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其中，所述特征点解码器包括第二解码器和第三解码器，

所述第二解码器用于根据所述CBCT脊椎图像分割图和所述CBCT脊椎图像的特征数据计算所述中点热图；所述第三解码器用于根据所述CBCT脊椎图像分割图、所述CBCT脊椎图像的特征数据和所述中点热图计算所述入点热图。

5.如权利要求1所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其中，所述特征提取模块用于：

从所述特征点热图提取所述CBCT脊椎图像中的中点和入点；

响应于所述中点和所述入点的数量均大于一个，将所述中点和所述入点进行配对，其中，每一对中点和入点位于同一个椎弓根螺钉通道；以及

根据所配对的中点和入点获得靶点的位置；

根据所述靶点和所更新的入点计算所述椎弓根螺钉通道的长度；以及

根据所述CBCT脊椎图像分割图以及所述中点计算所述椎弓根螺钉通道的直径。

6.如权利要2所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，其中

所述分割规划神经网络模块是经过训练的神经网络模块。

7.如权利要求6所述的基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划系统，还包括CT至CTCB图像转换器和CTCB至CT图像转换器，所述分割器包括CBCT分割器和CT分割器，其中：

所述CT至CTCB图像转换器用于根据输入的CT训练图像获得类CBCT图像；

所述CTCB至CT图像转换器用于根据输入的CBCT训练图像获得类CT图像；

所述CBCT分割器用于根据所述类CBCT图像和所述CBCT训练图像分别获得预测的类CBCT分割图和预测的CBCT分割图；

所述CT分割器用于根据所述类CT图像和所述CT训练图像分别获得预测的类CT分割图和预测的CT分割图；

所述特征点解码器用于根据所述CBCT分割器中图像特征数据与所述预测的CBCT分割图获得预测的入点热图和预测的中点热图；

其中，所述预测的类CBCT分割图和所述预测的CT分割图用于与所述CT训练图像对应的脊椎标注值的比较结果，根据比较结果对所述CBCT分割器和所述CT分割器的参数进行调整。

8.一种基于CBCT脊椎图像的椎弓根螺钉通道自动规划方法，其包括：

通过分割规划神经网络模块根据CBCT脊椎图像计算椎弓根螺钉通道的特征点热图和CBCT脊椎图像分割图；以及

利用特征提取模块根据所述特征点热图和所述CBCT脊椎图像分割图计算所述椎弓根螺钉通道的特征值，其中，所述特征值包括椎弓根螺钉通道的入点、靶点、长度和直径，所述特征点热图包括中点热图和入点热图。