【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手术导航，具体为一种神经外科手术中导航加速处理方法及设备。
技术介绍
1、在神经外科手术中，精确的导航是手术成功的关键因素。然而，由于患者的个体差异和手术过程中组织的移动，仅依赖单一影像数据往往无法提供足够的精确度。此外，ct图像能够较好地呈现硬组织结构，但对软组织的分辨率较低；mri图像虽然能提供清晰的软组织对比度，却难以显示硬组织结构；而术中超声虽然能够实时提供影像信息，但图像质量容易受手术环境和设备影响。传统的术中导航系统通常仅依靠一种或两种成像模式，存在着影像精度不足、无法实时反映组织变化等问题。为此，现有的导航系统亟需一种能够融合多种影像数据，并快速调整导航路径的方法，以提升术中导航的效率和安全性。
2、现有技术中的，公开号为cn118037949a公开了一种神经外科手术中导航加速处理方法及设备，建立三维体数据，预先获取世界坐标系中的x光源的位置、待扫描物体中心位置以及投影探测器的位置，将投影图片作为输入，将光源中心、物体中心、投影探测器中心点排在一条直线上， x-射线光源点安排在z坐标轴。通过基于sart算法加入高效的kaiser插值函数引入随机输入映射图像，并进行并行化编程，实现sart重建来实现导航加速。
3、上述方案存在的主要问题是：sart算法本质是一种近似重建算法，在噪声较大的环境中，重建精度受到影响，导致影像质量较差，在神经外科手术中这种精度不足可能会影响手术的准确性和安全性；在建立三维体数据的过程中，需要准确获取光源、物体中心和投影探测器的坐标，并排列在一条直线上，
4、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种神经外科手术中导航加速处理方法及设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种神经外科手术中导航加速处理方法，具体步骤包括：
4、步骤1：通过ct扫描设备获取手术位置的骨骼和硬组织的三维ct图像，通过mri设备获取手术位置的软组织的三维mri图像，通过术中超声设备获取手术位置的超声影像，将三维ct图像、三维mri图像和超声影像转化为dicom格式，分别生成第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像，并将第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像的像素点位置一一映射；
5、步骤2：对第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像进行影像配准，选取关键解剖结构的像素点作为配准点，生成配准误差，所述关键解剖结构包括多个血管交汇点；
6、步骤3：将第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像进行加权融合，生成原始融合影像，并生成原始融合影像中像素点的像素值；
7、步骤4：以手术器械的初始位置作为初始节点，手术位置作为目标节点，分别获取所有初始节点和目标节点的三维坐标，根据初始节点到目标节点之间的欧氏距离和对应路径上初始节点到风险区域的欧氏距离生成各个初始节点与目标节点之间的路径代价，选取路径代价最小的初始节点，即为最优初始节点，选择最优初始节点与目标节点的路径作为手术路径；
8、步骤5：在手术过程中采集实时超声影像，并与手术前的原始融合影像进行对比，将实时超声数据与原始融合影像对齐，生成参考配准误差，预设配准误差阈值，并根据参考配准误差与配准误差阈值的大小判断是否需要调整路径。
9、进一步地，对第一识别图像的像素点进行坐标标注，以最下边一行的像素点作为轴，最左边一列的像素点作为轴，建立平面直角坐标系，并让第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像的像素点位置通过坐标进行一一映射，让每一个像素点均有唯一一个坐标。
10、进一步地，生成配准误差所依据的公式为：
11、
12、
13、
14、其中，表示第一识别图像和第二识别图像的配准误差，表示第一识别图像和第三识别图像的配准误差，表示第二识别图像和第三识别图像的配准误差，表示配准点的索引，表示配准点的总数，表示第i个配准点的坐标，表示第i个配准点在第一识别图像中的像素值，表示第i个配准点在第二识别图像中的像素值，表示第i个配准点在第三识别图像中的像素值。
15、进一步地，生成原始融合影像中像素点的像素值所依据的公式为：
16、
17、其中，表示原始融合影像中坐标为处的像素点像素值，表示第一识别图像中坐标为处的像素点像素值，表示第二识别图像中坐标为处的像素点像素值，表示第三识别图像中坐标为处的像素点像素值，表示第一识别图像的影响权重，表示第二识别图像的影响权重，表示第三识别图像的影响权重，。
18、进一步地，生成从初始节点到目标节点的路径代价所依据的原理为：
19、生成初始节点到目标节点的欧氏距离所依据的公式为：
20、
21、其中，表示第个初始节点到目标节点的欧氏距离，表示初始节点的索引，且，表示初始节点的总数，表示目标节点在三维空间中对应的坐标值，表示第个初始节点在三维空间中对应的坐标值；
22、生成手术风险代价所依据的公式为：
23、
24、其中，表示第个初始节点的手术风险代价，表示第个初始节点到最近风险区域的欧氏距离；
25、生成从初始节点到目标节点的路径代价所依据的公式为：
26、
27、其中，表示从第j个初始节点到目标节点的路径代价。
28、进一步地，生成参考配准误差所依据的公式为：
29、
30、其中，表示参考配准误差，表示原始融合影像中坐标为的配准点的像素值，表示实时超声影像中坐标为的配准点的像素值。
31、进一步地，预设配准误差阈值所依据的原理为：
32、
33、
34、
35、其中，表示历史配准误差的平均值，表示历史配准误差的索引，表示历史配准误差的总数，表示第个配准误差，表示历史配准误差的标准差，表示配准误差阈值，表示阈值调控系数，且或1；
36、所述历史配准误差表示从生成原始融合影像开始，到采集的实时超声影像之间，所有历史时刻中采集的超声影像与原始融合影像生成的参考配准误差；
37、当时，说明参考配准误差在配准误差阈值范围内，不需要调整路径；
38、当时，说明参考配准误差超出配准误差阈值范围，需要调整路径。
39、本专利技术还提供一种神经外科手术中导航加速处理设备，所述设备用于实现上述神经外科手术中导航加速处理方法，具体包括：
40、图像采集处理模块，用于通过ct扫描设备获取手术位置的骨骼和硬组织的三维ct图像，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤1中对第一识别图像的像素点进行坐标标注，以最下边一行的像素点作为轴，最左边一列的像素点作为轴，建立平面直角坐标系，并让第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像的像素点位置通过坐标进行一一映射，让每一个像素点均有唯一一个坐标。
3.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤2中生成配准误差所依据的公式为：
4.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤3中生成原始融合影像中像素点的像素值所依据的公式为：
5.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤4中生成从初始节点到目标节点的路径代价所依据的原理为：
6.根据权利要求3所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤5中生成参考配准误差所依据的公式为：
7.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航
8.一种神经外科手术中导航加速处理设备，其特征在于：所述设备用于实现权利要求1-7任一项所述的神经外科手术中导航加速处理方法，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤1中对第一识别图像的像素点进行坐标标注，以最下边一行的像素点作为轴，最左边一列的像素点作为轴，建立平面直角坐标系，并让第一识别图像、第二识别图像和第三识别图像的像素点位置通过坐标进行一一映射，让每一个像素点均有唯一一个坐标。
3.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤2中生成配准误差所依据的公式为：
4.根据权利要求1所述的一种神经外科手术中导航加速处理方法，其特征在于：所述步骤3中...
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