在神经外科应用场景中,比如在脑出血的治疗过程中,规划合理的血肿穿刺路径至关重要,目前穿刺路径规划方法主要包括基于迭代学习的方法、多约束优化的方法。
对于迭代学习的方法而言,首先根据针尖的可到达区域生成初始路径集,然后基于遗传模拟退火算法选择最优路径,最后根据针-组织相互作用模型和迭代学习算法修正路径。该方法主要应用在柔性针上,其上述迭代过程是直接考虑到柔性针在穿刺过程中,会有较大变形的前提条件,而脑出血手术需要通过刚性针穿刺到血肿位置,并置入引流管引流,因此,现有基于迭代学习的方法并不适用于颅内血肿穿刺路径的规划。
对于多约束优化方法而言,通过将手术风险量化为多个约束条件,并赋予不同的权重,通过计算对不同穿刺路径的手术风险进行量化分析,确定最优的穿刺路径。但是,为了实现多个约束条件的量化,需要结合多模态影像,同时,该方法还会重建出多种器官。由此,导致计算缓慢,耗费时间长,使得路径规划的效率较低,对于神经外科这种急诊类手术非常不适用。另外,在这种规划方案中,需要医生具有丰富的临床经验去进行人工干预,对于临床经验较少的年轻医生和基层医生来说,实施难度较大。
为此,亟待提供一种能克服上述问题的穿刺路径规划方案。