一种内窥镜的路径规划方法、装置、终端及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种内窥镜的路径规划方法、装置、终端及存储介质，所述的方法包括：获取病灶区三维结构图；从病灶区三维结构图中确定内窥镜的起点、病灶点和多组粒子群；基于每组粒子群中各粒子的初始空间位置和初始惯性权重，获取各粒子的第一空间位置和第一惯性权重；基于预设的适应度函数和各粒子群中各粒子的第一空间位置，确定各粒子群的第一适应度函数值；调用灰狼算法和粒子群算法，对第一适应度函数值和第一惯性权重进行空间位置处理，得到各粒子的第二空间位置；若各粒子的第二空间位置满足预设收敛条件，则将第二空间位置作为目标迭代位置；基于内窥镜的起点、病灶点和各粒子群中各粒子的目标迭代位置，规划各粒子群对应的移动路径。应的移动路径。应的移动路径。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜的路径规划方法、装置、终端及存储介质


[0001]本申请涉及智能医疗
，尤其涉及一种内窥镜的路径规划方法、装置、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。一个具有图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等，它可以经口腔进入胃内或经其他天然孔道进入体内。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。例如，借助内窥镜医生可以观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案；
[0003]内窥镜技术不开刀的现代微创外科技术将更多地取代传统手术，并正在发生着日新月异的变化，其中内窥镜技术的应用更具有重要的意义；被誉为“人类的第三只眼睛”，是一项集“检查
‑
诊断
‑
治疗”为一体的耳鼻喉诊疗“光导纤维”无创设备，是国际耳鼻喉治疗领域最先进的技术之一，是人类医学史上首次利用光导纤维的突破性进展；
[0004]在采用内窥镜进行手术的过程中，术前的路径规划尤为重要，医生需要根据病灶的位置规划出一条最合适的手术路径来执行，使得医生可参考路径操作内镜抵达病灶区域；然而，现有技术中，路径规划速度慢，精度不够，不太适用医学场景。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本申请公开了内窥镜的路径规划方法，通过基于预设的适应度函数，并结合灰狼算法和粒子群算法能够快速、精准的获得内窥镜的移动路径，获取到的该移动路径精确度较高，便于辅助医生进行判断并基于该移动路径抵达病灶区域。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本申请提供了一种内窥镜的路径规划方法，所述的方法包括：
[0007]获取病灶区三维结构图；
[0008]从所述病灶区三维结构图中确定内窥镜的起点、病灶点和多组粒子群；
[0009]基于每组所述粒子群中各粒子的初始空间位置和初始惯性权重，获取所述各粒子的第一空间位置和第一惯性权重；
[0010]基于预设的适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第一空间位置，确定所述各粒子群的第一适应度函数值；
[0011]调用灰狼算法和粒子群算法，对所述第一适应度函数值和所述第一惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置；
[0012]若所述各粒子的第二空间位置满足预设收敛条件，则将所述第二空间位置作为目标迭代位置；
[0013]基于所述内窥镜的起点、所述病灶点和所述各粒子群中所述各粒子的目标迭代位
置，规划所述各粒子群对应的移动路径；
[0014]从所述各粒子群对应的移动路径中确定所述内窥镜的目标路径。
[0015]在一些实施方式中，所述若所述各粒子的第二空间位置不满足预设收敛条件，则重复所述第一适应度函数值的确定步骤及所述空间位置处理步骤，
[0016]至所得到的所述各粒子的当前空间位置满足预设收敛条件，则将当前空间位置作为目标迭代位置。
[0017]在一些实施方式中，所述调用灰狼算法和粒子群算法，对所述第一适应度函数值和所述第一惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，包括：
[0018]调用灰狼算法，确定与所述各粒子的第一惯性权重对应的第二惯性权重；
[0019]调用粒子群算法，基于所述第一适应度函数值和所述第二惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子的第二空间位置。
[0020]在一些实施方式中，所述调用粒子群算法，基于所述第一适应度函数值和所述第二惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，包括：
[0021]从所述各粒子群的第一适应度函数值中确定第一目标函数值，其中，所述第一目标函数值为多个第一适应度函数值中的最大值；
[0022]基于粒子群中每个粒子的初始速度获取所述各粒子的第一速度；
[0023]调用粒子群算法，基于所述第一速度、所述第一适应度函数值、第一目标函数值和所述第二惯性权重进行速度计算，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二速度；
[0024]基于所述各粒子的所述第二速度和所述第一空间位置进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置。
[0025]在一些实施方式中，所述若所述各粒子的第二空间位置满足预设收敛条件，则将所述第二空间位置作为目标迭代位置，之前还包括：
[0026]判断所述第二空间位置对应的迭代次数是否小于等于第一预设阈值或所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件；
[0027]若是，则判定所述第二空间位置满足预设收敛条件。
[0028]在一些实施方式中，所述判断所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件，包括：
[0029]基于所述适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，计算得到所述各粒子群的第二适应度函数值；
[0030]将所述各粒子群的第二适应度函数值和第一适应度函数值作差，得到第一收敛差值；
[0031]判断所述第一收敛差值是否小于等于第二预设阈值；
[0032]若是，则判定所述第二空间位置对应的收敛差值满足预设阈值条件。
[0033]在一些实施方式中，所述判断所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件，还包括：
[0034]基于所述适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，计算得到所述各粒子群的第二适应度函数值；
[0035]从所述各粒子群的第二适应度函数值中确定第二目标函数值，其中，第二目标函
数值为多个第二适应度函数值中的最大值；
[0036]将所述各粒子群的第二目标函数值和第一目标函数值作差，得到第二收敛差值；
[0037]判断所述第二收敛差值是否小于等于第三预设阈值；
[0038]若是，则判定第二空间位置对应的收敛差值满足预设阈值条件。
[0039]在一些实施方式中，所述基于预设的适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第一空间位置，确定所述各粒子群的第一适应度函数值之前，还包括：
[0040]基于碰撞函数判断所述各粒子的第一空间位置与所述病灶区三维结构图是否满足碰撞函数对应的非碰撞条件；
[0041]若满足，则确定满足所述非碰撞条件的第一空间位置对应的粒子为目标粒子；
[0042]所述基于预设的适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第一空间位置，确定所述各粒子群的第一适应度函数值包括：
[0043]基于预设的适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子中目标粒子的第一空间位置，确定所述各粒子群的第一适应度函数值。
[0044]在一些实施方式中，所述基于碰撞函数判断所述第一空间位置与所述病灶区三维结构图是否满足碰撞函数对应的非碰撞条件；包括：
[0045]以第一粒子的所述第一空间位置为中心，以第一粒子的第一空间位置和与第二粒子的第一空间位置之间的连线长度为长，以内窥镜直径的m倍的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述的方法包括：获取病灶区三维结构图；从所述病灶区三维结构图中确定内窥镜的起点、病灶点和多组粒子群；基于每组所述粒子群中各粒子的初始空间位置和初始惯性权重，获取所述各粒子的第一空间位置和第一惯性权重；基于预设的适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第一空间位置，确定所述各粒子群的第一适应度函数值；调用灰狼算法和粒子群算法，对所述第一适应度函数值和所述第一惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置；若所述各粒子的第二空间位置满足预设收敛条件，则将所述第二空间位置作为目标迭代位置；基于所述内窥镜的起点、所述病灶点和所述各粒子群中所述各粒子的目标迭代位置，规划所述各粒子群对应的移动路径；从所述各粒子群对应的移动路径中确定所述内窥镜的目标路径。2.根据权利要求1所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：还包括：若所述各粒子的第二空间位置不满足预设收敛条件，则重复所述第一适应度函数值的确定步骤及所述空间位置处理步骤；至所得到的所述各粒子的当前空间位置满足预设收敛条件，则将所述当前空间位置作为目标迭代位置。3.根据权利要求1所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述调用灰狼算法和粒子群算法，对所述第一适应度函数值和所述第一惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，包括：调用灰狼算法，确定与所述各粒子的第一惯性权重对应的第二惯性权重；调用粒子群算法，基于所述第一适应度函数值和所述第二惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子的第二空间位置。4.根据权利要求3所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述调用粒子群算法，基于所述第一适应度函数值和所述第二惯性权重进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，包括：从所述各粒子群的第一适应度函数值中确定第一目标函数值，其中，所述第一目标函数值为多个第一适应度函数值中的最大值；基于粒子群中每个粒子的初始速度获取所述各粒子的第一速度；调用粒子群算法，基于所述第一速度、所述第一适应度函数值、所述第一目标函数值和所述第二惯性权重进行速度计算，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二速度；基于所述各粒子的所述第二速度和所述第一空间位置进行空间位置处理，得到所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置。5.根据权利要求1所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述若所述各粒子的第二空间位置满足预设收敛条件，则将所述第二空间位置作为目标迭代位置，之前还包括：判断所述第二空间位置对应的迭代次数是否小于等于第一预设阈值或所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件；
若是，则判定所述第二空间位置满足预设收敛条件。6.根据权利要求5所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述判断所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件，包括：基于所述适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，计算得到所述各粒子群的第二适应度函数值；将所述各粒子群的第二适应度函数值和第一适应度函数值作差，得到第一收敛差值；判断所述第一收敛差值是否小于等于第二预设阈值；若是，则判定所述第二空间位置对应的收敛差值满足预设阈值条件。7.根据权利要求5所述的内窥镜的路径规划方法，其特征在于：所述判断所述第二空间位置对应的收敛差值是否满足预设阈值条件，还包括：基于所述适应度函数和所述各粒子群中所述各粒子的第二空间位置，计算得到所述各粒子群的第二适应度函数值；从...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌，徐强，辜嘉，李文超，
申请(专利权)人：苏州中科华影健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：