[發明專利]體內導航系統和方法

在審

• 申請號: 201711230713.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109833092A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 楊永生
• 申請（專利權）人: 上海復拓知達醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰;張瑋

本發明提供一種體內導航系統和方法。該系統包括：視頻采集裝置，用于實時采集目標的視頻，其中視頻中包括目標上所固定的光學標識，視頻采集裝置采集視頻的角度與用戶的觀察方向保持一致，其中，目標包括器械和/或對象；定位裝置，用于識別視頻中的光學標識，根據所識別的光學標識和目標的三維圖像中的光學標識，將目標的三維圖像錨定到視頻中的對應位置；以及顯示器，用于在視頻中三維顯示目標在對象體內的部分。上述方案不僅有效避免了固定式紅外光學導航的視野問題，避免了磁導航系統中的導航裝置占用手術空間，電磁場易受干擾影響定位精度的問題，同時可以大幅降低導航手術的耗材成本，提高導航的實用性。

技術領域

本發明涉及計算機輔助醫療技術領域，具體地，涉及一種體內導航系統和方法。

背景技術

在醫療臨床實踐過程中，常需要將醫療器械探入人體內，進行某種操作。例如，可通過經皮體外穿刺來獲取人體內病變組織的微量標本。這類操作中，醫療器械的準確導航是非常重要的。在如上示例中，基于影像的穿刺定位導航一直是臨床工作中的重點需求。

現有的影像導航系統主要分為兩類：基于紅外反光點的光學導航系統和基于微線圈的電磁場導航系統(簡稱磁導航)。在實際使用中，這兩種系統各有問題，如表1所示：

表1現有的導航系統簡介

因此，需要提供一種體內導航系統和方法，以至少部分地解決現有技術中存在的上述問題。

發明內容

為了至少部分地解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供一種體內導航系統，包括：

視頻采集裝置，用于實時采集目標的視頻，其中所述視頻中包括所述目標上所固定的光學標識，所述視頻采集裝置采集視頻的角度與用戶的觀察方向保持一致，其中，所述目標包括器械和/或對象；

定位裝置，用于識別所述視頻中的所述光學標識，根據所識別的光學標識和所述目標的三維圖像中的光學標識，將所述目標的三維圖像錨定到所述視頻中的對應位置；以及

顯示器，用于在所述視頻中三維顯示所述目標在對象體內的部分。

示例性地，所述視頻采集裝置是頭戴式光學攝像頭。

示例性地，所述顯示器是頭戴式顯示器。

示例性地，所述光學標識是二維碼和/或棋盤格。

示例性地，所述光學標識是所述目標表面的立體圖形。

示例性地，所述定位裝置通過以下方式根據所識別的光學標識和所述目標的三維圖像中的光學標識將所述目標的三維圖像錨定到所述視頻中的對應位置：

根據所述所識別的光學標識和所述三維圖像中的光學標識中的特征點，確定用于將所述三維圖像轉換到用戶坐標系下的第一轉換參數，其中所述視頻是所述用戶坐標系下的；以及

利用所述第一轉換參數將所述三維圖像錨定到所述視頻中的對應位置。

示例性地，所述定位裝置通過以下方式根據所識別的光學標識和所述目標的三維圖像中的光學標識將所述目標的三維圖像錨定到所述視頻中的對應位置：

根據所述目標的圖像中的光學標識和所述三維圖像中的光學標識中的特征點，確定用于將所述三維圖像轉換到目標坐標系下的第二轉換參數，其中所述目標的圖像是所述目標坐標系下的，并且所述目標的圖像中也包括所述光學標識；

利用所述第二轉換參數將所述三維圖像轉換為所述目標坐標系下的三維圖像；

根據所述所識別的光學標識和所述目標坐標系下的三維圖像中的光學標識中的特征點，確定用于將所述目標坐標系下的三維圖像轉換到用戶坐標系下的第三轉換參數，其中所述視頻是所述用戶坐標系下的；以及