[發(fā)明專利]一種腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111145256B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 李瑋;李志強;袁雙虎;韓毅;馬志祥;孟祥偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明提供了一種腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置及方法。其中，腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置，包括全方位人體圖像采集模塊，其用于若干張腫瘤穿刺中人體全方位圖像；人體三維重構模塊，其用于對腫瘤穿刺中人體全方位圖像的對應關鍵點與預先構建的人體圖結構模型進行匹配，定位人體關節(jié)點和關節(jié)點間的最優(yōu)連接實現(xiàn)人體三維重構，確定出人體當前姿態(tài)的位置。

技術領域

本發(fā)明屬于人體姿態(tài)定位領域，尤其涉及一種腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

伴隨現(xiàn)代醫(yī)療技術的進步，腫瘤疾病有諸多治療方法，但首先都需要進行腫瘤穿刺取樣組織進行活體檢測。在取樣過程中需要對人體的姿態(tài)和腫瘤的位置進行高精度的識別和定位，因為腫瘤穿刺有可能會帶來一系列的并發(fā)癥，并且在穿刺過程中往往借助于CT、超聲、MRI等進行，對于醫(yī)生的操作水平有一定的要求。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前市場上還沒有一種專門用來腫瘤穿刺的人體定位裝置。通常，在腫瘤穿刺活檢時，主要仰仗于醫(yī)生的經(jīng)驗，此種方法有較大的主觀因素，而且不同的穿刺位置，會有不同的體位，這大大增加了醫(yī)生判斷的難度。因此對于人體的高精度體位的識別和定位顯得尤為重要；而且現(xiàn)有的人體定位多需要大量場景的大量圖片，而且需要大量的計算。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置及方法，其在定位過程中，計算量相對較少，不需要大量的圖像對比，可以在腫瘤穿刺時實時進行圖像的重構，能夠提高腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明的第一方面提供一種腫瘤穿刺中人體姿態(tài)的定位裝置，其包括：

全方位人體圖像采集模塊，其用于采集若干張腫瘤穿刺中人體全方位圖像；

人體三維重構模塊，其用于對腫瘤穿刺中人體全方位圖像的對應關鍵點與預先構建的人體圖結構模型進行匹配，定位人體關節(jié)點和關節(jié)點間的最優(yōu)連接實現(xiàn)人體三維重構，確定出人體當前姿態(tài)的位置。

進一步地，預先構建的人體圖結構模型包含38個人體關節(jié)節(jié)點，模型可以表示為無向圖G＝(V，E)，其中V＝(v₁，v₂…v₃₈)表示無向圖頂點，E表示無向圖中所有相連部位構成的邊集。

進一步地，在人體三維重構模塊中，人體姿態(tài)估計即確定人體各部位狀態(tài)配置L＝(l₁，l₂…l₃₈),其中l(wèi)_i＝(x_i，y_i，θ_i)表示某部位狀態(tài)定位矩形框，(x_i，y_i)表示矩形框中心點在圖像坐標系中的坐標，θ_i表示矩形框的方向；人體姿態(tài)估計問題轉化成為能量函數(shù)的優(yōu)化問題，能量函數(shù)為：

m_i(l_i)表示定位矩形區(qū)域的圖像特征不匹配程度，d_ij(l_i,l_j)表示兩部位的幾何連接情況與節(jié)點幾何約束不匹配的程度；

再利用零一整數(shù)規(guī)劃求解最優(yōu)邊集，即為關節(jié)間的最優(yōu)連接。

進一步地，在所述全方位人體圖像采集模塊中，采集瘤穿刺中人體全方位圖像之后還包括：

在瘤穿刺中人體全方位圖像中，尋找不因光照和角度而變化的特征點，建立瘤穿刺中人體全方位圖像的尺度空間，進而得到瘤穿刺中人體全方位圖像的128描述子向量。