[發明專利]參數標定方法和參數標定裝置

有效

• 申請號: 202010839666.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111973212B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 何濱;任志勇;王亮;丁中華;徐琦;童睿
• 申請（專利權）人: 杭州三壇醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 楊凱程

本公開是關于參數標定方法，包括：控制圖像采集設備在第i位姿下拍攝以得到X光圖像，控制機械臂運動，以使圖像采集設備拍攝到的X光圖像中包含多個金屬球中至少預設數目的金屬球；記錄機械臂的第i姿態信息；確定X光圖像中的金屬球在X光圖像中的二維坐標，與金屬球在機械臂末端的坐標系中的三維坐標的第i變換矩陣；根據第i變換矩陣和第i姿態信息，確定世界坐標系與X光圖像所在坐標系的幾何位置關系。根據本公開，確定世界坐標系與X光圖像所在坐標系的幾何位置關系的過程，無需利用特定的模體，過程相對簡單，并且機械臂的姿態信息相對準確，易于確定，從而可以通過相對簡單的過程，得到精度較高的結果。

技術領域

本公開涉及醫療技術領域，尤其涉及參數標定方法、參數標定裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質。

背景技術

CBCT(Cone Beam Computed tomography，錐形束投照計算機重組斷層影像)，CBCT是在圍繞成像物體的360度范圍內采集多張透視圖像，然后利用重建算法獲得三維CT圖像。也即在進行三維CT圖像重建之前需要獲得不同角度透視的幾何參數，從而得到計算世界坐標系和每張圖像之間的幾何位置關系。

相關技術中的算法，利用如圖1所示的模體，模體為圓柱形結構，在圓柱體上均勻排布兩層鋼球，將該模體放在CBCT的成像中心進行360度全扇掃描，然后在每張透視圖像中識別鋼球，擬合橢圓，計算得出幾何位置關系。

由于圓形排布的鋼球在透視圖像中是呈橢圓排布，鋼球數量太少會影響橢圓擬合的精度，而鋼球太多會在透視圖像中重疊導致無法識別。并且利用橢圓參數再去計算變換關系屬于間接的方式，而且計算相對復雜，精度相對較低。

發明內容

本公開提供參數標定方法、參數標定裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質，以解決相關技術中的不足。

根據本公開實施例的第一方面，提出一種參數標定方法，適用于參數標定系統，所述參數標定系統包括六自由度及以上的機械臂和配準板，所述配準板固定于所述機械臂的末端，在所述配準板上固定設置有多個金屬球，所述方法包括：

步驟S101，控制圖像采集設備在第i位姿下拍攝以得到第i個X光圖像，以及控制所述機械臂運動，以使所述圖像采集設備拍攝到的X光圖像中包含所述多個金屬球中至少預設數目的金屬球；

步驟S102，記錄所述圖像采集設備拍攝X光圖像時，所述機械臂的第i姿態信息；

步驟S103，確定所述第i個X光圖像中的金屬球在所述第i個X光圖像中的二維坐標，與所述金屬球在所述機械臂末端的坐標系中的三維坐標的第i變換矩陣；

步驟S104，根據所述第i變換矩陣和所述第i姿態信息，確定世界坐標系與所述第i個X光圖像所在坐標系的第i幾何位置關系；

步驟S105，n次執行上述步驟S101至步驟S104，以得到n個幾何位置關系，1≤i≤n。

可選地，所述多個金屬球的數量大于或等于4，所述多個金屬球中至少一個金屬球與其他金屬球不共面。

可選地，確定所述第i個X光圖像中的金屬球在所述第i個X光圖像中的二維坐標，與所述金屬球在所述機械臂末端的坐標系中的三維坐標的第i變換矩陣包括：

通過二維三維配準算法，對所述二維坐標和所述三維坐標進行配準；

根據配準結果確定所述二維坐標相對于所述三維坐標的第i變換矩陣。

可選地，所述圖像采集設備為C臂機。

可選地，所述方法還包括：

根據所述n個幾何位置關系進行三維CT重建。