【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气管镜导航领域，具体涉及一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法。
技术介绍
1、气管镜主要用于观察和治疗呼吸道的各种病变，当患者患有传染病导致呼吸道感染时，需要使用气管镜检查呼吸道感染情况，因此需要对气管镜在支气管内的移动进行精确控制和导航，防止使用气管镜进行检查的过程中，对支气管内壁造成划伤，从而对患者造成二次伤害。
2、相关技术中，通常基于气管镜采集的图像，分析气管镜与支气管内壁之间的距离，调整气管镜的角度，实现对气管镜的导航，但由于呼吸道感染患者的支气管中通常存在由疾病所引起的异常凸起现象，并且气管镜采集的图像存在切向畸变现象，导致对气管镜角度的调整不够精确，降低对气管镜的导航精度。
技术实现思路
1、为了解决现有方法未考虑到支气管中的异常凸起现象和图像中的切向畸变现象，导致对气管镜角度的调整不够精确，降低对气管镜的导航精度的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提出了一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，所述方法包括：
3、获取气管镜移动前的支气管的灰度图像，对灰度图像中的像素点进行聚类，获得多个分割区域；
4、对每个分割区域内的像素点进行圆弧拟合，获得拟合弧线以及拟合弧线的拟合圆心和拟合误差；根据每个分割区域中处于所述拟合弧线两侧的像素点灰度值的变化和所述拟合误差，从所有分割区域中筛选出气管软骨环区域；将除气管软骨环区域之外的
5、从所有真实病变区域中选取出最邻近病变区域；将与最邻近病变区域相邻的两个气管软骨环区域的拟合弧线的拟合圆心之间连线的中点，作为共同拟合圆心；根据最邻近病变区域的边缘像素点与所述共同拟合圆心之间的距离，以及最邻近病变区域中像素点的数量，获得最近邻病变区域的第一直线以及气管镜的初始摆动角度；对所有气管软骨环区域的拟合弧线的拟合圆心进行直线拟合，获得第二直线；根据第一直线和第二直线之间的夹角，对所述初始摆动角度进行调整，获得气管镜的真实摆动角度；
6、根据所述真实摆动角度和真实病变区域的数量，对气管镜进行导航。
7、进一步地，所述获得拟合弧线以及拟合弧线的拟合圆心和拟合误差包括：
8、对于任意一个分割区域，利用最小二乘法，对分割区域内的像素点进行圆弧拟合，获得拟合弧线以及拟合弧线的拟合误差；
9、获取拟合弧线上的各像素点处的法线相交的交点，将通过的法线数量最多的交点作为拟合弧线的拟合圆心。
10、进一步地，所述从所有分割区域中筛选出气管软骨环区域包括：
11、将任意一个分割区域作为目标分割区域，将目标分割区域的拟合弧线上任意一个像素点作为目标像素点，并将目标分割区域的拟合弧线在目标像素点处的法线与目标分割区域的边缘相交的两个交点的连线，作为目标像素点的参考线段；以目标像素点为分割点，将所述参考线段划分为第一线段和第二线段；
12、将第一线段和第二线段中的任意一个线段作为目标线段，从目标线段位于目标分割区域边缘的端点开始，沿着目标线段，计算目标线段上每个像素点与相邻的下一个像素点的灰度值的差值，获得目标线段上每个像素点的灰度变化量；将目标线段上所有像素点的所述灰度变化量的累加值，作为目标线段的灰度渐变值；将第一线段和第二线段的所述灰度渐变值的和值，作为目标像素点的灰度变化特征值；
13、将目标分割区域的拟合弧线上所有像素点的所述灰度变化特征值的累加值，作为目标分割区域的综合变化特征值；
14、对目标分割区域的拟合弧线的拟合误差进行负相关映射，获得目标分割区域的弧形相似度；
15、对所述综合变化特征值和所述弧形相似度进行综合后并进行归一化处理，获得目标分割区域的气管软骨环可能性；
16、将气管软骨环可能性大于预设第一阈值的分割区域，作为气管软骨环区域。
17、进一步地，所述从所有疑似病变区域中筛选出真实病变区域包括：
18、将任意一个疑似病变区域作为目标疑似病变区域，将目标疑似病变区域中的任意一个像素点作为待测像素点，对以待测像素点为中心的预设邻域的各像素点灰度值的离散程度进行分析，获得待测像素点的局部灰度混乱度；
19、将目标疑似病变区域中的所有像素点的所述局部灰度混乱度进行综合，获得目标疑似病变区域的综合灰度混乱度；
20、对与目标疑似病变区域相邻的两个气管软骨环区域的拟合弧线的拟合圆心之间的距离进行负相关映射，获得目标疑似病变区域的距离特征值；
21、对所述综合灰度混乱度和所述距离特征值进行综合后并进行归一化处理，获得目标疑似病变区域的病变可能性；
22、将所述病变可能性大于预设第二阈值的疑似病变区域，作为真实病变区域。
23、进一步地，所述从所有真实病变区域中选取出最邻近病变区域包括：
24、将像素点数量最多的气管软骨环区域作为最邻近软骨环区域；
25、从所有真实病变区域中选取出最邻近病变区域，所述最邻近病变区域与所述最邻近软骨环区域之间质心的距离最小。
26、进一步地，所述获得最近邻病变区域的第一直线以及气管镜的初始摆动角度包括：
27、将所述最邻近病变区域上与所述共同拟合圆心之间的距离的最小值对应的边缘像素点，作为最邻近病变区域的最外侧像素点；
28、将所述最外侧像素点和所述共同拟合圆心所在的直线作为第一直线；
29、对所述最外侧像素点和所述共同拟合圆心之间的距离进行负相关映射，获得最邻近病变区域的接近程度；
30、对最邻近病变区域中像素点的数量和所述接近程度进行综合后并进行归一化处理，获得气管镜的调整程度；
31、利用所述调整程度，对预设最大角度进行加权，获得气管镜的初始摆动角度。
32、进一步地，所述获得气管镜的真实摆动角度包括：
33、对所示第一直线和所述第二直线之间的夹角进行归一化处理，获得气管镜的矫正系数；
34、利用所述矫正系数，对所述初始摆动角度进行加权，获得气管镜的角度调整量；
35、将所述初始摆动角度和所述角度调整量的和值，作为气管镜的真实摆动角度。
36、进一步地，所述根据所述真实摆动角度和真实病变区域的数量，对气管镜进行导航包括：
37、对所述真实摆动角度和真实病变区域的数量进行综合后并进行归一化处理，获得气管镜的撤出可能性；
38、若所述撤出可能性不大于预设撤出阈值，则沿着所述最外侧像素点指向所述共同拟合圆心的方向，以所述真实摆动角度，对气管镜进行调整后，并以预设移动距离，将气管镜向前推进；
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【技术保护点】
1.一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述获得拟合弧线以及拟合弧线的拟合圆心和拟合误差包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有分割区域中筛选出气管软骨环区域包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有疑似病变区域中筛选出真实病变区域包括：
5.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有真实病变区域中选取出最邻近病变区域包括：
6.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述获得最近邻病变区域的第一直线以及气管镜的初始摆动角度包括：
7.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述获得气管镜的真实摆动角度包括：
8.根据权利要求6所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方
9.根据权利要求4所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述基于每个疑似病变区域的所述病变可能性，从所有疑似病变区域中筛选出真实病变区域包括：
10.根据权利要求8所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述预设撤出阈值的取值范围为。
...【技术特征摘要】
1.一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述获得拟合弧线以及拟合弧线的拟合圆心和拟合误差包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有分割区域中筛选出气管软骨环区域包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有疑似病变区域中筛选出真实病变区域包括：
5.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道传染病的气管镜辅助导航方法，其特征在于，所述从所有真实病变区域中选取出最邻近病变区域包括：
6.根据权利要求1所述的一种用于呼吸道...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪兵，曾艳，马晨瑜，
申请(专利权)人：大连清东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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