[發明專利]一種基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃的方法

在審

• 申請號: 202010694957.6
• 申請日: 2020-07-18
• 公開（公告）號: CN111743628A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 馬賀;衣俊霖;孫健喬
• 申請（專利權）人: 紐智醫療科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20;A61B34/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃，其特征在于，包括三維重建和雙目視覺圖像獲取及配準兩個過程；

三維重建，包括如下步驟：

步驟S1：基于數字圖像處理技術方法，對手術場景進行預處理，得到更清晰的圖像，即病灶部分；

步驟S2：基于圖像分割的方法，實現器官與周圍組織的有效分離，將所需區域分割精準的出來便于之后的三維重建；

步驟S3：利用光線投射法的體繪制重建方法將患者的CT數據進行三維重建，獲取患者的病灶區域的三維模型；

雙目視覺圖像獲取及配準，包括如下步驟：

步驟H1：通過相機獲得含有病人術前的位置信息圖片；

步驟H2：對步驟H1得到的圖片采取特征點匹配法，計算深度信息。

2.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃，其特征在于，所述步驟S1中的具體過程如下：

步驟S11：對所述手術場景進行灰度處理，得到灰度圖像；

步驟S12：選取適合本發明的閾值，將得到的灰度圖像進行窗寬窗位處理；

步驟S13：對步驟S12得到的圖像進行P-M擴散濾波處理；

步驟S14：對步驟S13得到的圖像進行線性灰度增強處理；

步驟S15：對步驟S14得到的圖像進行直方圖均衡化處理，最終得到預處理后的較清晰的圖像。

3.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃，其特征在于，所述步驟S2中的具體過程如下：

步驟S21：對步驟S1中得到的預處理圖像經進行粗分割處理；

步驟S22：對步驟S21步驟得到的處理圖像進行灰度距離拉伸分割，得到目標區域的分割圖像。

4.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃，其特征在于，所述步驟S3中的具體過程如下：

步驟S31：基于步驟S2得到的分割圖像，從屏幕上每一個像素點出發，沿著視線方向發射出一條光線，當這條光線穿過體數據時，沿著光線方向等距離采樣，利用插值計算出采樣點的顏色值和不透明度；

步驟S32：基于S31中的數據，將分離出來的腫瘤的CT數據進行三維重建，得到患者腫瘤三維模型接著按照從前到后或從后到前的順序對光線上的采樣點進行合成，計算出這條光線對應的屏幕上像素點的顏色值，最終得到所需的三維模型。

5.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的自動穿刺機械臂路徑規劃，其特征在于，所述步驟H1中的具體過程如下：

步驟H11：對步驟S1中找到的病灶區域進行特征檢測，得到一組特征點P1；

步驟H12：對手術場景用同樣的特征檢測方法進行特征檢測，得到一組特征點P2；

步驟H13：對兩組特征點進行匹配，得到對應關系，同時要剔除誤匹配特征點；

步驟H14：根據步驟H13得到的匹配信息，進行計算得到深度信息。