【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，特别是一种穿刺针的弯折角优化方法。
技术介绍
1、在微创外科手术中，特别是经皮肝穿刺引流术（tips），规划精确的穿刺路径是至关重要的。传统的穿刺技术常常面临穿刺针轨迹不够直、弯折角度过大等问题，导致在实际操作中增加了对周围组织的损伤风险、提高了术后并发症的发生率。随着医学影像学技术的进步，医生获得了更为详细的患者解剖结构信息，但如何有效利用这些信息来优化穿刺路径依然是一个挑战。
2、现有的穿刺路径规划方法通常依赖医生经验对患者ct解剖图像进行分析，以确定穿刺路径。然而在实际穿刺过程中可能会遭遇多种变数，这些变数包括穿刺针的弯折角度不当、穿刺方向的选择失误以及针具与目标组织之间的相对位置关系等，这些因素均可能导致穿刺效果不理想，增加手术风险，并延长手术时间，而出现上述变数的主要原因在于未能充分考虑肝静脉与门静脉之间的复杂空间解剖关系。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种穿刺针的弯折角优化方法。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种穿刺针的弯折角优化方法，包括以下步骤：
3、s1：将患者门脉期ct图像通过阈值分割法分割肝血管，并进行三维可视化处理；
4、s2：选取入路点、出路点和弯折点构建穿刺平面，并建立坐标系绘制各点位置；
5、s3：对穿刺针头端进行位点标记，测量穿刺针初始状态的角度和长度，并计算每个点的位置；
6、s4：通过贝塞尔曲线模拟穿刺
7、s5：判断穿刺路径与穿刺针的初始形态轨迹是否重合，若重合，则判定穿刺路径正确，最佳弯折角为0；当不重合时，则进入下一步；
8、s6：在点到点处均匀选取九个弯折点，计算相应的弯折后穿刺针与穿入路径的最佳弯折角度，调整弯折后的穿刺针位置，使其与入路点和出路点重合；
9、s7：将穿刺针位置标记在穿刺平面中，画出最佳弯折角度对应的穿刺路径图，并判断穿刺路径是否符合血管结构，若不符合，则更换弯折点，当所有弯折点均不符合时，则返回步骤s2重新创建穿刺平面，直至找到正确的穿刺路径，确定最佳弯折角。
10、优选的，步骤s2中，在肝静脉右支上选取若干入路点，记为点；在门静脉分叉及门静脉左、右支选取若干出路点，记为点；在下腔静脉的左右前后端点位置上分别定义四个穿刺针远端弯折起始端点，记为点。
11、优选的，步骤s4中，通过二阶贝塞尔曲线模拟穿刺针的弯曲部分，公式为：
12、；
13、其中，为参数，为曲线上的点。
14、优选的，步骤s6中，还包括以下步骤：
15、s61：在点到点处均匀选取九个弯折点，根据曲线上的点绕其中一个点旋转，旋转公式为：
16、；
17、其中，为任意点，为旋转中心坐标，为旋转角度，为旋转后坐标；
18、s62：分别计算旋转后直线-与直线-的斜率；
19、s63：计算点到点横纵坐标之差，将弯折后的穿刺针位置平移相应距离，使点与点重合。
20、优选的，步骤s7中，在曲线-上均匀的选取10个点并计算它们的位置，将这10个点在穿刺平面上标出，并将这10个点、点和点连接成线，获得穿刺路径。
21、本专利技术具有以下优点：本专利技术通过结合患者的肝脏血管三维解剖模型，基于入路点、出路点和弯折点调整穿刺针的弯折角度，有效解决了针对不同患者所需穿刺针弯折角度的不确定性，实现了对穿刺针弯折角度的定量计算，有助于降低手术难度，缩短手术时间，提高临床操作的成功率。
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1.一种穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：所述步骤S2中，在肝静脉右支上选取若干入路点，记为点；在门静脉分叉及门静脉左、右支选取若干出路点，记为点；在下腔静脉的左右前后端点位置上分别定义四个穿刺针远端弯折起始端点，记为点。
3.根据权利要求2所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：所述步骤S4中，通过二阶贝塞尔曲线模拟穿刺针的弯曲部分，公式为：
4.根据权利要求3所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：所述步骤S6中，还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：所述步骤S7中，在曲线-上均匀的选取10个点并计算它们的位置，将这10个点在穿刺平面上标出，并将这10个点、点和点连接成线，获得穿刺路径。
【技术特征摘要】
1.一种穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于：所述步骤s2中，在肝静脉右支上选取若干入路点，记为点；在门静脉分叉及门静脉左、右支选取若干出路点，记为点；在下腔静脉的左右前后端点位置上分别定义四个穿刺针远端弯折起始端点，记为点。
3.根据权利要求2所述的穿刺针的弯折角优化方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，何汶静，廖钦梅，王婷婷，张川，徐晓雪，杨汉丰，
申请(专利权)人：川北医学院附属医院，
类型：发明
国别省市：
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