本發(fā)明涉及路徑生成方法，尤其涉及電磁導(dǎo)航的路徑生成方法、生成系統(tǒng)、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代微創(chuàng)手術(shù)中，內(nèi)窺鏡技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腹腔鏡、關(guān)節(jié)鏡、支氣管鏡等多種臨床手術(shù)中。然而，傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡手術(shù)主要依賴醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和術(shù)中視覺反饋，操作的精度和安全性在復(fù)雜病灶處理時(shí)受到限制。面對人體內(nèi)部狹窄、復(fù)雜且視覺遮擋較多的手術(shù)環(huán)境，單靠內(nèi)窺鏡圖像難以實(shí)現(xiàn)高精度的病灶定位，增加了手術(shù)的復(fù)雜性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡手術(shù)主要依賴醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和術(shù)中視覺反饋，操作的精度和安全性在復(fù)雜病灶處理時(shí)受到限制。面對人體內(nèi)部狹窄、復(fù)雜且視覺遮擋較多的手術(shù)環(huán)境，單靠內(nèi)窺鏡圖像難以實(shí)現(xiàn)高精度的病灶定位，增加了手術(shù)的復(fù)雜性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電磁導(dǎo)航的路徑生成方法、生成系統(tǒng)、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、構(gòu)造一種電磁導(dǎo)航的路徑生成方法，包括如下步驟：

4、生成待檢測區(qū)域的三維模型并標(biāo)記病灶部位在三維模型中的位置為目標(biāo)點(diǎn)，將插入部位作為起始點(diǎn)；

5、在三維模型的空間中以起始點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)延伸，并隨機(jī)生成不與障礙物碰撞的子節(jié)點(diǎn)，并將子節(jié)點(diǎn)加入到隨機(jī)樹上，使隨機(jī)樹生長，直到目標(biāo)點(diǎn)也包含在隨機(jī)樹中，并從目標(biāo)點(diǎn)反向溯源到起始點(diǎn)，得到連接起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的路徑；

6、依據(jù)子節(jié)點(diǎn)獲取從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑，內(nèi)窺鏡依據(jù)該路徑從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)獲取目標(biāo)圖像；

7、采集內(nèi)窺鏡在路徑內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與腔體內(nèi)壁接觸實(shí)際產(chǎn)生的作用力，并控制依據(jù)該作用力控制內(nèi)窺鏡動(dòng)作狀態(tài)。

8、優(yōu)選的，在所述隨機(jī)生成不與障礙物碰撞的子節(jié)點(diǎn)的過程中，還包括：

9、對當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的位置、目標(biāo)位置和速度進(jìn)行評估，返回一個(gè)力的向量使延伸方向朝向目標(biāo)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)樹在引力函數(shù)的作用下朝向目標(biāo)點(diǎn)生長。

10、優(yōu)選的，在所述依據(jù)子節(jié)點(diǎn)獲取從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑中，形成多條路徑，并選擇最短路徑作為內(nèi)窺鏡從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑。

11、優(yōu)選的，在所述依據(jù)子節(jié)點(diǎn)獲取從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑，內(nèi)窺鏡依據(jù)該路徑從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)獲取目標(biāo)圖像的過程中，還包括：

12、在起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑選定后，依據(jù)路徑的轉(zhuǎn)向角度和前進(jìn)方向計(jì)算在路徑內(nèi)移動(dòng)過程中的作用力并對路徑進(jìn)行優(yōu)化。

13、優(yōu)選的，在所述依據(jù)路徑的轉(zhuǎn)向角度和前進(jìn)方向計(jì)算在路徑內(nèi)移動(dòng)過程中的作用力并對路徑進(jìn)行優(yōu)化的過程中，包括：

14、通過橫向調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)橫向角度旋轉(zhuǎn)，以及通過縱向調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)縱向角度旋轉(zhuǎn)。

15、優(yōu)選的，在所述采集內(nèi)窺鏡在路徑內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與腔體內(nèi)壁接觸實(shí)際產(chǎn)生的作用力，并控制依據(jù)該作用力控制內(nèi)窺鏡動(dòng)作狀態(tài)過程中，包括：

16、若所產(chǎn)生的作用力大于設(shè)定值，則停止內(nèi)窺鏡繼續(xù)動(dòng)作或更換新的路徑繼續(xù)動(dòng)作；

17、若所產(chǎn)生的作用力不大于設(shè)定值，則繼續(xù)移動(dòng)直到到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)處。

18、構(gòu)造一種電磁導(dǎo)航的路徑生成系統(tǒng)，包括：

19、操作模塊：用于分發(fā)、接受系統(tǒng)內(nèi)部的指令；

20、坐標(biāo)處理模塊：用于處理電磁定位信息建立三維模型并生成內(nèi)窺鏡從初始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的距離路徑，所述坐標(biāo)處理模塊隨機(jī)在三維模型內(nèi)生成節(jié)點(diǎn)使隨機(jī)樹生長，應(yīng)依據(jù)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置、目標(biāo)位置和移動(dòng)速度返回力的向量引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)朝向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)，直到目標(biāo)點(diǎn)包含在隨機(jī)樹中，并從目標(biāo)點(diǎn)反向溯源到起始點(diǎn)，得到連接起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的路徑；

21、數(shù)據(jù)采集模塊：采集內(nèi)窺鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)與腔體內(nèi)壁接觸受到的作用力，并將作用力發(fā)送到操作模塊進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。

22、優(yōu)選的，該路徑生成系統(tǒng)還包括力矩轉(zhuǎn)換模塊，用于計(jì)算在路徑內(nèi)移動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度并調(diào)節(jié)角度和方向以優(yōu)化路徑。

23、構(gòu)造一種智能終端，其特征在于，所述智能終端包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器、至少一個(gè)處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的電磁導(dǎo)航的路徑生成程序，所述電磁導(dǎo)航的路徑生成程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的電磁導(dǎo)航的路徑生成方法的步驟。

24、構(gòu)造一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有電磁導(dǎo)航的路徑生成程序，所述電磁導(dǎo)航的路徑生成程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的電磁導(dǎo)航的路徑生成方法的步驟。

25、本發(fā)明的有益效果在于：先通過電磁定位系統(tǒng)在患者體內(nèi)放置微小的電磁傳感器，利用外部磁場實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的三維定位，無需使用放射性輻射，并能在軟組織中提供高效、精確的導(dǎo)航。相比于光學(xué)或x射線定位技術(shù)，電磁定位具有無輻射、可穿透組織、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)追蹤等優(yōu)勢，特別適合應(yīng)用于內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術(shù)。通過電磁定位技術(shù)，手術(shù)中醫(yī)生不僅能夠?qū)崟r(shí)定位器械的位置，還能清晰確定病灶的精確位置，極大提高了手術(shù)的安全性和有效性。手術(shù)機(jī)器人以其穩(wěn)定、精準(zhǔn)和微創(chuàng)的特點(diǎn)，在復(fù)雜手術(shù)操作中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。結(jié)合機(jī)器人操作與電磁定位技術(shù)，醫(yī)生可以遠(yuǎn)程控制手術(shù)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)精確的內(nèi)窺鏡器械操作。這種結(jié)合使得內(nèi)窺鏡手術(shù)不僅局限于可視區(qū)域，還能對深層、隱藏的病灶進(jìn)行精準(zhǔn)處理。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制功能使得醫(yī)生能夠在距離較遠(yuǎn)的地點(diǎn)執(zhí)行高難度手術(shù)，打破了地域限制。通過電磁定位導(dǎo)航和機(jī)器人操作的結(jié)合，解決內(nèi)窺鏡手術(shù)中復(fù)雜病灶定位難、精度控制低等問題，推動(dòng)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展，并為醫(yī)療資源不足地區(qū)的患者提供高水平的外科治療。

技術(shù)特征：

1.一種電磁導(dǎo)航的路徑生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑生成方法，其特征在于：在所述隨機(jī)生成不與障礙物碰撞的子節(jié)點(diǎn)的過程中，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路徑生成方法，其特征在于：在所述依據(jù)子節(jié)點(diǎn)獲取從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑中，形成多條路徑，并選擇最短路徑作為內(nèi)窺鏡從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑生成方法，其特征在于：在所述依據(jù)子節(jié)點(diǎn)獲取從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑，內(nèi)窺鏡依據(jù)該路徑從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)獲取目標(biāo)圖像的過程中，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的路徑生成方法，其特征在于：在所述依據(jù)路徑的轉(zhuǎn)向角度和前進(jìn)方向計(jì)算在路徑內(nèi)移動(dòng)過程中的作用力并對路徑進(jìn)行優(yōu)化的過程中，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑生成方法，其特征在于：在所述采集內(nèi)窺鏡在路徑內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與腔體內(nèi)壁接觸實(shí)際產(chǎn)生的作用力，并控制依據(jù)該作用力控制內(nèi)窺鏡動(dòng)作狀態(tài)過程中，包括：

7.一種電磁導(dǎo)航的路徑生成系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑生成系統(tǒng)，其特征在于：該路徑生成系統(tǒng)還包括力矩轉(zhuǎn)換模塊，用于計(jì)算在路徑內(nèi)移動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度并調(diào)節(jié)角度和方向以優(yōu)化路徑。

9.一種智能終端，其特征在于，所述智能終端包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器、至少一個(gè)處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的電磁導(dǎo)航的路徑生成程序，所述電磁導(dǎo)航的路徑生成程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的電磁導(dǎo)航的路徑生成方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有電磁導(dǎo)航的路徑生成程序，所述電磁導(dǎo)航的路徑生成程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的電磁導(dǎo)航的路徑生成方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電磁導(dǎo)航的路徑生成方法、生成系統(tǒng)、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過電磁定位系統(tǒng)在患者體內(nèi)放置微小的電磁傳感器，利用外部磁場實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的三維定位，提供高效、精確的導(dǎo)航。手術(shù)中醫(yī)生不僅能夠?qū)崟r(shí)定位器械的位置，還能清晰確定病灶的精確位置，極大提高了手術(shù)的安全性和有效性。手術(shù)機(jī)器人以其穩(wěn)定、精準(zhǔn)和微創(chuàng)的特點(diǎn)，在復(fù)雜手術(shù)操作中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。結(jié)合機(jī)器人操作與電磁定位技術(shù)，醫(yī)生可以遠(yuǎn)程控制手術(shù)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)精確的內(nèi)窺鏡器械操作。內(nèi)窺鏡手術(shù)不僅局限于可視區(qū)域，還能對深層、隱藏的病灶進(jìn)行精準(zhǔn)處理。程序控制功能使得醫(yī)生能夠在距離較遠(yuǎn)的地點(diǎn)執(zhí)行高難度手術(shù)，打破地域限制，解決內(nèi)窺鏡手術(shù)中復(fù)雜病灶定位難、精度控制低等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：曾憲海,李娟娟,黃榮峰,陳威,劉冬梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市醫(yī)創(chuàng)生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9