[發明專利]硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法和裝置

在審

• 申請號: 201810101080.8
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108095675A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 楊峰
• 申請（專利權）人: 艾瑞邁迪醫療科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/00
• 代理公司: 深圳英聚知識產權代理事務所(普通合伙) 44471
• 代理人: 劉菊美

本發明提供一種硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法，方法包括：接收內窺鏡圖像采集器上傳的多幀棋盤格圖像；將接收到的每幀棋盤格圖像置于一坐標系中，確定每幀棋盤格圖像中的每個角點在所述坐標系中的坐標；根據每幀棋盤格圖像中的同一角點在所述坐標系中的坐標，計算所述硬管內窺鏡的旋轉軸軸心在所述坐標系中的坐標。本發明還提供一種硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量裝置。本發明提供的方法和裝置，提高了硬管內窺鏡的旋轉軸軸心的測量準確性，測量方式簡單，適用于不同視向角硬管內窺鏡的旋轉軸軸心位置的測量，為硬管內窺鏡旋轉角度計算提供了準確的硬管內窺鏡旋轉軸軸心坐標數據。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法和裝置。

背景技術

隨著微創外科和精準醫學的迅速發展，基于圖像的外科手術導航系統逐漸成為外科手術主流。外科手術導航系統主要是利用各種醫學圖像信息為手術器械進行導航，最大可能地為外科醫生提供人體手術部位附近的圖像信息，在二維的人體醫學圖像與人體實際部位之間架起一座橋梁，實現減少外科手術中產生的創傷，縮短手術時間，提高手術質量。

醫療內窺鏡通過微小創口或者自然孔道觀察身體內部組織，對患者來說手術切口小、手術過程痛苦小、術后恢復快、反應輕等特點使患者對手術的接受程度大大提高；手術中采用內窺鏡對醫務人員來說視野大、操作方便，以及內窺鏡體積小等優點，從而增加了手術精確性和安全性。基于上述原因內窺鏡被廣泛應用于輔助手術和輔助治療。

在臨床中為了觀察體腔內組織或病變器官，可能需要采用不同視向角的醫療硬管內窺鏡。硬管內窺鏡常見的視向角有0°、25°、30°、45°、70°、90°和110°。醫生在使用硬管內窺鏡時經常需要轉動硬管內窺鏡以觀察不同方向的體內組織。

目前，基于增強現實的硬管內窺鏡導航系統，通過將術前獲取的多模態影像數據與術中硬管內窺鏡圖像融合，然后分層渲染顯示，為醫生提供病灶、重要組織器官、手術器械之間的相對位置關系，降低手術風險。為了實現多模態圖像和內窺鏡圖像的實時精準融合，除了實時跟蹤硬管內窺鏡在空間中的位置，還需要跟蹤計算硬管內窺鏡旋轉角度。其中，傳統的跟蹤計算硬管內窺鏡旋轉角度的方式具體為：分別在硬管內窺鏡的鏡管和后端采集CCD設置固定的光學標志物，通過跟蹤兩個光學標志物在坐標系中的坐標，將兩坐標與硬管內窺鏡旋轉軸軸心坐標連線，計算兩連線之間的夾角，該夾角即為硬管內窺鏡旋轉角度。

現有技術中一般將硬管內窺鏡圖像中心點在所述坐標系中的坐標，作為硬管內窺鏡旋轉軸軸心在所述坐標系中的坐標，用以計算硬管內窺鏡旋轉角度。然而在旋轉過程硬管內窺鏡旋轉軸軸心并不在硬管內窺鏡圖像畫面中心。現有的上述這種方式計算出的硬管內窺鏡旋轉角度與真實結果存在誤差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法和裝置，確保硬管內窺鏡旋轉軸軸心的準確測量，為硬管內窺鏡旋轉角度計算提供準確的硬管內窺旋轉軸軸心坐標數據。

為實現上述目的，本發明提供一種硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法，所述硬管內窺鏡旋轉軸軸心測量方法包括：

接收內窺鏡圖像采集器上傳的多幀棋盤格圖像；所述每幀棋盤格圖像為：所述硬管內窺鏡與所述內窺鏡圖像采集器裝配后保持硬管內窺鏡不動狀態下，所述內窺鏡圖像采集器旋轉后從棋盤格板中采集到的棋盤格圖像，所述棋盤格板設置有角點并安裝在所述硬管內窺鏡前方；

將接收到的每幀棋盤格圖像置于一坐標系中，確定每幀棋盤格圖像中的每個角點在所述坐標系中的坐標；

根據每幀棋盤格圖像中的同一角點在所述坐標系中的坐標，計算所述硬管內窺鏡的旋轉軸軸心在所述坐標系中的坐標。

優選地，所述根據每幀棋盤格圖像中的同一角點在所述坐標系中的坐標，計算所述硬管內窺鏡的旋轉軸軸心在所述坐標系中的坐標具體為：