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申请/专利权人：南方医科大学

摘要：一种经椎间孔入路腰椎间盘突出射频消融术穿刺路径规划方法，以对象的MRI数据为基础通过5个步骤，最终得到最优路径。本发明经椎间孔入路腰椎间盘突出射频消融术穿刺路径规划方法运用深度学习自动分割，能够媲美人工分割的精度同时还能大大加快了分割速度，通过计算机并行计算和无头渲染极大加快了算法的运行时间；得到的最优路径与手工路径规划相比，平均距离误差控制在1.39mm以内，平均角度误差0.80゜以内；根据临床约束采用L5椎骨‑S1椎骨的解剖学关键点配准从而降低配准计算量而不降低配准精度。

主权项：1.一种经椎间孔入路腰椎间盘突出射频消融术穿刺路径规划方法，其特征在于：通过如下步骤进行：步骤1、获取对象的MRI数据；步骤2、对MRI数据分割，得到L5椎骨结构、S1椎骨结构、髂骨结构、L5椎骨-S1椎骨节段的脊髓结构、L5椎骨-S1椎骨节段的皮肤结构、L5椎骨-S1椎骨节段的椎间盘结构和L5椎骨-S1椎骨节段的神经根结构；步骤3、将所述L5椎骨结构、所述S1椎骨结构、所述皮肤结构、所述脊髓结构、所述髂骨结构、所述椎间盘结构和所述神经根结构作为整体进行3D重建、配准和裁剪，最后得到L5椎骨3D子模型、S1椎骨3D子模型、髂骨3D子模型、L5椎骨-S1椎骨节段的皮肤3D子模型、L5椎骨-S1椎骨节段的脊髓3D子模型、L5椎骨-S1椎骨节段的椎间盘3D子模型和L5椎骨-S1椎骨节段的神经根3D子模型；步骤4、对所述皮肤3D子模型进行均匀重采样得到多个第一采样点，在所述第一采样点与预先标定的靶点之间生成候选路径；步骤5、删除与所述L5椎骨3D子模型、所述S1椎骨3D子模型、所述脊髓3D子模型、所述髂骨3D子模型或所述神经根3D子模型发生碰撞的候选路径，计算余下候选路径的有符号距离场、Kambin三角投影面积和路径长度，根据有符号距离场、Kambin三角投影面积和路径长度计算余下候选路径的风险代价函数，将风险代价函数最小的余下候选路径作为最优路径；所述步骤3通过如下步骤进行：步骤3.1、将所述L5椎骨结构、所述S1椎骨结构、所述皮肤结构、所述脊髓结构、所述髂骨结构、所述椎间盘结构和所述神经根结构作为整体进行3D重建得到原始三维模型，在原始三维模型中通过模型删除方法删除独立模型，然后根据步骤1的所述MRI数据获取原始三维模型的原点和方向，并将方向转换为的齐次矩阵；步骤3.2、获取对原始三维模型经标定操作后得到的待配准三维模型；步骤3.3、在原始三维模型和待配准三维模型中各选取4个关键点进行配准，得到齐次变换矩阵；步骤3.4，将步骤3.3得到的变换矩阵取逆并左乘步骤3.1得到的齐次矩阵的逆矩阵，得到待配准三维模型到原始三维模型的齐次变换矩阵；步骤3.5、使用步骤3.4得到的齐次变换矩阵，将所述待配准三维模型的坐标系转换到所述原始三维模型的坐标系，并从转换后所述原始三维模型中分离得到L5椎骨3D子模型、S1椎骨3D子模型、皮肤3D子模型、脊髓3D子模型、髂骨3D子模型、椎间盘3D子模型和神经根3D子模型；步骤3.6、统一所述L5椎骨3D子模型的坐标系、所述S1椎骨3D子模型的坐标系、所述皮肤3D子模型的坐标系、所述脊髓3D子模型的坐标系、所述髂骨3D子模型的坐标系、所述椎间盘3D子模型的坐标系和所述神经根3D子模型的坐标系，然后对所述L5椎骨3D子模型、所述S1椎骨3D子模型、所述脊髓3D子模型、所述髂骨3D子模型和所述神经根3D子模型进行裁剪，进入步骤3.7；步骤3.7、以.OBJ的文件格式分别保存L5椎骨3D子模型、S1椎骨3D子模型、皮肤3D子模型、脊髓3D子模型、髂骨3D子模型、椎间盘3D子模型和神经根3D子模型。

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