本技术涉及医学穿刺技术领域,具体涉及基于优化策略和针尖回退策略的穿刺路径规划方法及系统,包括以下步骤:对穿刺针进行运动学分析,构建出穿刺针穿刺路径的运动学模型;基于所述穿刺针穿刺路径的运动学模型,构建出用于穿刺针穿刺路径规划的多目标函数;基于多目标函数,利用优化算法结合针尖回退进针策略对穿刺多个目标靶点的所述穿刺针穿刺路径的运动学模型进行优化求解,得到逐一穿刺每个目标靶点的最优化穿刺针穿刺路径。本发明通过优化策略的方式进行穿刺路径规划,建立了多目标间约束,并且通过设定权重控制约束方向,使得优化方向可控,进而使得路径规划的效果可控,实现了路径规划的最优化。
背景技术
随着微创手术的迅速发展,穿刺术作为一种微创手术在临床上得到广泛应用,可完成活检、近距离放射治疗、药物输送和靶向治疗等任务。
目前使用广泛的穿刺手术基本都需要医生手持穿刺器械在医学成像设备的辅助下沿术前规划好的穿刺路径进行穿刺操作。现有技术在进行术前穿刺路径规划时,采用单个目标进行规划,比如路径最短目标,单一目标缺乏约束,在规划时仅追求优化单一目标,在该单一目标优化至极致时,会造成该规划路径出现无法躲避障碍物、无法准确到达目标靶点等问题,最终导致无效规划。
而现有技术在采用多个目标进行规划时,虽建立了多目标间约束,却无法控制约束方向,任由多目标间随机约束,从而造成优化目标不可控的弊端,最终造成路径规划的效果不可控的缺陷,因此,难以实现路径规划的最优化。
实现思路