[發明專利]光標尺、坐標系配準的方法

在審

• 申請號: 202010189269.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111388091A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 聶麗萍;王浩
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: A61B34/32
• 分類號: A61B34/32;A61B34/20
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 柴亮;姜春咸

1.一種光標尺，其包括支架和至少三個標記物，其中，

所述標記物固定在支架上；所有所述標記物中，至少存在三個幾何中心不共線的標記物；任意兩個所述標記物的尺寸和形狀有至少一者不同，且任意不同標記物不相互接觸；

所述標記物和支架的材質，能使得在通過三維成像技術得到的三維圖像中，所述標記物的灰度與支架的灰度的差別超過第一預定值。

2.根據權利要求1所述的光標尺，其中，

所有所述標記物的形狀相同，任意兩個所述標記物的尺寸不同。

3.根據權利要求2所述的光標尺，其中，

所有所述標記物均為球形，任意兩個所述標記物的直徑不同。

4.根據權利要求1所述的光標尺，其中，

在任意一條直線上，最多只有兩個所述標記物的幾何中心。

5.根據權利要求1所述的光標尺，其中，

所有所述標記物的幾何中心位于同一個平面中。

6.根據權利要求5所述的光標尺，其中，

所述支架為平板，所有所述標記物均嵌合在所述平板中。

7.根據權利要求1所述的光標尺，其中，還包括：

連接結構，其與所述支架相連，用于將所述支架固定在手術機器人上。

8.根據權利要求1所述的光標尺，其中，

所述標記物的材質，能使得在通過三維成像技術得到的三維圖像中，所述標記物的灰度與人體的灰度的差別超過第二預定值。

9.根據權利要求1所述的光標尺，其中，

所述標記物由鋼材構成；

所述支架由塑料構成。

10.一種坐標系配準的方法，其中，包括：

將光標尺固定在手術機器人的確定位置上，所述光標尺為權利要求1至9中任意一項所述的光標尺；

通過三維成像技術得到包括所述光標尺的三維圖像；

確定所述光標尺的各標記物的幾何中心在三維圖像中的位置；

根據所述光標尺相對手術機器人的位置，以及所述光標尺的各標記物的幾何中心在三維圖像中的位置，配準所述手術機器人的坐標系和三維圖像的坐標系。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，

所述三維成像技術為CT成像技術。

12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述通過三維成像技術得到包括所述光標尺的三維圖像包括：

通過CT成像技術得到多個斷層圖像；

根據多個所述斷層圖像，重建得到包括所述光標尺的三維圖像。

13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述確定所述光標尺的各標記物的幾何中心在三維圖像中的位置包括：

基于所述標記物的形狀和/或尺寸，對所述三維圖像進行圖像分割，得到多個分割區域；

基于所述標記物的灰度，對各所述分割區域進行濾波，僅保留所述標記物對應的標記點；

基于所述標記物的形狀和/或尺寸，提取出多個特征區域，每個特征區域包括一個標記物對應的全部標記點；

根據每個特征區域中的標記點，確定該特征區域中的標記點構成的虛擬標記物的形狀和/或尺寸，以及虛擬標記物的幾何中心在三維圖像中的位置；

基于所述標記物的尺寸和/或形狀，確定所述虛擬標記物與標記物的對應關系，以虛擬標記物的幾何中心在三維圖像中的位置為對應的標記物的幾何中心在三維圖像中的位置。

14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述基于所述標記物的形狀和/或尺寸，對所述三維圖像進行圖像分割包括：

基于所述標記物的形狀和/或尺寸，通過移動立方體算法對所述三維圖像進行圖像分割。