[發(fā)明專利]一種引導(dǎo)針置入精度評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011508919.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112289416B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程敏;龔肖;周寧玲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京佗道醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G16H30/40
• 分類號: G16H30/40;G06T7/00;G06T7/10;G06T7/30
• 代理公司: 南京中盟科創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32279
• 代理人: 唐紹焜

1.一種引導(dǎo)針置入精度評價方法，其特征在于：包括步驟：

（1）對待置針處進(jìn)行掃描得到術(shù)中影像3D點云，在術(shù)中影像3D點云中規(guī)劃通道，根據(jù)規(guī)劃通道置入引導(dǎo)針，并掃描置針位置得到術(shù)后影像3D點云；

（2）分別計算術(shù)中影像3D點云和術(shù)后影像3D點云中所有點的描述向量，計算方法如下：計算影像3D點云中每一點與其他所有點的梯度差，并以其中梯度下降最快的方向作為該點方向，以前述梯度差集合及對應(yīng)點方向作為每個點的描述向量；

（3）通過所有點的描述向量對術(shù)中影像3D點云與術(shù)后影像3D點云進(jìn)行匹配，并計算術(shù)中規(guī)劃通道與術(shù)后置針位置之間的偏差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)針置入精度評價方法，其特征在于：所述步驟（2）中，將術(shù)中影像3D點云及術(shù)后影像3D點云中的所有點分別投影到x、y、z三個平面上，并分別計算三個方向上的歐式距離作為描述向量的輔助描述。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)針置入精度評價方法，其特征在于：所述步驟（3）中通過所有點的描述向量對術(shù)中影像3D點云與術(shù)后影像3D點云進(jìn)行匹配具體為：對術(shù)中影像3D點云中所有點與術(shù)后影像3D點云中所有點進(jìn)行遍歷對比，將二者中的點一一對應(yīng)起來。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的引導(dǎo)針置入精度評價方法，其特征在于：還包括精確匹配步驟：

（31）根據(jù)術(shù)中影像3D點云P中的點與術(shù)后影像3D點云Q中的點之間的一一對應(yīng)關(guān)系得到二者的變換關(guān)系 Rt ，得到匹配后術(shù)中影像3D點云 P' = Rt * Q；其中， R 為旋轉(zhuǎn)矩陣，t 為平移矩陣；

（32）在匹配后的術(shù)中影像3D點云 P' 中取點集 P_k' 作為待優(yōu)化點集進(jìn)行 Rt 變換，得到新的點集 P_k'' ，并在術(shù)后影像3D點云Q中找到與點集 P_k' 的對應(yīng)點集 Q_k' ∈ Q，使得二者內(nèi)對應(yīng)的點 k 滿足|| q_k' - p_k'' ||的值最??；其中， p_k'' 為點集 P_k'' 中的點，q_k' 為點集 Q_k'中的點；

（33）構(gòu)建誤差函數(shù)E(R,t)：

如果E(R,t)小于某一給定的閾值或者大于預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)，則停止迭代計算；否則以步驟（32）得到的點集 P_k'' 作為待優(yōu)化點集 P_k' ，重復(fù)步驟（32）；

（34）計算新的點集 P_k'' 與其對應(yīng)點集 Q_k' 的變換關(guān)系 Rt ，并據(jù)此得到精確匹配的術(shù)中影像3D點云和術(shù)后影像3D點云。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)針置入精度評價方法，其特征在于：所述步驟（3）中計算術(shù)中規(guī)劃通道與術(shù)后置針位置之間的偏差具體如下：

根據(jù)規(guī)劃通道得到其內(nèi)外點在術(shù)中影像3D點云中的坐標(biāo)A和B；

對術(shù)后影像3D點云進(jìn)行閾值提取得到引導(dǎo)針的點云數(shù)據(jù)，并對該點云數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合圓柱，得到該擬合圓柱的兩端面及軸線，并根據(jù)其與錐節(jié)交點得到置入引導(dǎo)針的內(nèi)外點在術(shù)后影像3D點云中的坐標(biāo)C和D；

分別計算A與C的距離及B與D的距離得到術(shù)中規(guī)劃通道與術(shù)后置針位置之間入點和出點的偏差。