靶向穿刺导航方法、系统及存储介质与流程

本申请涉及消融，具体而言，本申请涉及一种靶向穿刺导航方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、肥厚型梗阻性心肌病（hypertrophic obstructive cardiomyopathy，hocm）是一种以左心室非对称性肥厚、舒张功能受损及左心室流出道（left ventricular outflowtract，lvot）动力性梗阻为特征的遗传性心肌病。患者通常会出现胸闷、胸痛、呼吸困难、晕厥、心力衰竭，甚至发生心脏性猝死。

2、当前，hocm的微创治疗正逐步从传统射频或酒精消融转向脉冲电场消融（pulsedelectric field‌，pef），因其具有组织选择性高、对传导系统及血管结构损伤小等优势。

3、然而，现有技术方案应用于通过脉冲电场消融治疗hocm的过程中，存在因单一超声引导导致的靶区定位不准及穿刺路径受心脏运动干扰的问题。

技术实现思路

1、本申请针对现有方式的缺点，提出了一种靶向穿刺导航方法、系统及存储介质，旨在解决现有方案应用于通过脉冲电场消融治疗hocm的过程中，靶区定位不准及穿刺路径受心脏运动干扰的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种靶向穿刺导航系统，包括：处理器、控制器、脉冲电场发生器和图像采集器，其中，

3、所述图像采集器用于采集目标生物器官的图像数据；

4、所述处理器，用于执行以下操作：

5、基于所述图像采集器术前获取的所述目标生物器官的图像数据，构建所述目标生物器官的三维模型，并在所述三维模型上标注目标靶区和安全边界；

6、将所述图像采集器术中采集的第一图像与所述三维模型进行空间配准，得到融合坐标系，所述第一图像为所述目标生物器官的第一区域的超声图像；

7、将穿刺针在术野空间中的位姿数据映射到所述融合坐标系中，并在所述第一图像上叠加显示所述穿刺针的针尖在所述三维模型中的第一位置；

8、基于连续多帧第一图像估计的位移，对所述针尖的第一位置进行动态补偿，得到所述针尖的第二位置；

9、所述控制器，用于当所述针尖的第二位置持续位于所述目标靶区内达到第一时长，且，满足所述安全边界的约束条件时，控制所述脉冲电场发生器触发脉冲电场进行消融。

10、第二方面，本申请实施例提供一种靶向穿刺导航方法，包括：

11、基于术前获取的目标生物器官的图像数据，构建所述目标生物器官的三维模型，并在所述三维模型上标注目标靶区和安全边界；

12、将术中采集的第一图像与所述三维模型进行空间配准，得到融合坐标系，所述第一图像为所述目标生物器官的第一区域的超声图像；

13、将穿刺针在术野空间中的位姿数据映射到所述融合坐标系中，并在所述第一图像上叠加显示所述穿刺针的针尖在所述三维模型中的第一位置；

14、基于连续多帧第一图像估计的位移，对所述针尖的第一位置进行动态补偿，得到所述针尖的第二位置；

15、当所述针尖的第二位置持续位于所述目标靶区内达到第一时长，且，满足所述安全边界的约束条件时，控制脉冲电场发生器触发脉冲电场进行消融。

16、第三方面，本申请实施例还公开了一种信号处理系统，包括如第一方面所述的靶向穿刺导航系统。

17、第四方面，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本申请的第二方面所述的实施例中一个或多个所述的靶向穿刺导航方法。

18、第五方面，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请的第二方面所述的实施例中一个或多个所述的靶向穿刺导航方法。

19、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

20、通过将高分辨率术前影像（如mri/ct）与术中超声影响进行精准配准，并在得到的融合空间内对穿刺针进行实时位姿跟踪与运动补偿，形成闭环导航机制，解决了因单一超声引导导致的靶区定位不准及穿刺路径受心脏运动干扰的问题，同时，降低了操作风险与重复穿刺概率。

21、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

1.一种靶向穿刺导航方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述将术中采集的第一图像与所述三维模型进行空间配准，得到融合坐标系，包括：

3.根据权利要求2所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述基于所述多尺度特征图，计算将所述第一图像配准至所述三维模型所在坐标系的形变场，包括：

4.根据权利要求2所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述基于所述形变场对所述第一图像与所述三维模型进行弹性配准，得到所述融合坐标系，包括：

5.根据权利要求2所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述将穿刺针在术野空间中的位姿数据映射到所述融合坐标系中，包括：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述基于连续多帧第一图像估计的位移，对所述针尖的第一位置进行动态补偿，得到所述针尖的第二位置，包括：

7.根据权利要求6所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1-5中任一项所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，在控制脉冲电场发生器触发脉冲进行电场消融之前，还包括：

10.根据权利要求1-5中任一项所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，所述安全边界的约束条件，包括以下至少一者：

11.根据权利要求1-5中任一项所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，控制脉冲电场发生器触发脉冲电场进行消融，包括：

12.根据权利要求1-5中任一项所述的靶向穿刺导航方法，其特征在于，还包括：

13.一种靶向穿刺导航系统，其特征在于，包括：处理器、控制器、脉冲电场发生器和图像采集器，其中，

14.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1至12任一项所述的方法。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至12任一项所述的方法。

16.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至12任一项所述的方法。