[發(fā)明專利]手術(shù)追蹤系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110098170.8
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112914755A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛佳煒;袁進強;劉文海
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市奧昇醫(yī)療科技有限責任公司
• 主分類號: A61B90/90
• 分類號: A61B90/90;A61B50/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發(fā)明實施例公開了一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)及其控制方法。該系統(tǒng)包括：追蹤對象、控制器、標記物和至少兩個相機裝置，各所述相機裝置和所述追蹤對象分別與所述控制器通信連接；其中，各所述相機裝置分別通過相機支架固定在手術(shù)追蹤系統(tǒng)中的固定裝置上，所述標記物安裝在所述追蹤對象上，所述標記物在各所述相機裝置的相機視野范圍內(nèi)；所述追蹤對象上設(shè)置有用于調(diào)整所述標記物的標記狀態(tài)的狀態(tài)調(diào)整裝置；所述控制器，用于基于各所述相機裝置分別采集到的標記物圖像，控制所述狀態(tài)調(diào)整裝置調(diào)整所述標記物的標記狀態(tài)。本發(fā)明實施例解決了追蹤過程中標記物被遮擋的問題，提高了手術(shù)的靈活性和降低了手術(shù)風險。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及外科手術(shù)導航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，微創(chuàng)和無創(chuàng)手術(shù)已成為外科手術(shù)的趨勢。立體追蹤技術(shù)和成像技術(shù)的逐漸成熟使外科手術(shù)導航系統(tǒng)更廣泛地用于神經(jīng)外科、耳鼻喉科和骨科等外科手術(shù)中。一般來說，手術(shù)過程中都會使用相機和物體識別等光學追蹤系統(tǒng)來輔助手術(shù)。

紅外相機立體跟蹤技術(shù)是一種常用的技術(shù)手段，紅外相機通過對手術(shù)器械上的至少三個標記物進行追蹤，可以實現(xiàn)對手術(shù)器械的空間位置和角度的準確追蹤。

但是，現(xiàn)有的光學追蹤方案要求標記物和相機之間不可以存在任何遮擋：如果相機和標記物之間被其他物體遮擋，或者手術(shù)器械上的標記物有一部分因旋轉(zhuǎn)而被遮擋時，則紅外相機立體追蹤系統(tǒng)則無法準確獲取手術(shù)器械的位置信息。因此，在手術(shù)過程中，外科醫(yī)生必須時刻注意手術(shù)器械的遮擋問題，這種缺陷限制了手術(shù)的靈活性和增加了手術(shù)風險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)及其控制方法，以解決手術(shù)追蹤過程中標記物被遮擋問題，并加強追蹤精度，提高手術(shù)的靈活性和降低手術(shù)風險。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：追蹤對象、控制器、標記物和至少兩個相機裝置，各所述相機裝置和所述追蹤對象分別與所述控制器通信連接；

其中，各所述相機裝置分別通過相機支架固定在手術(shù)追蹤系統(tǒng)中的固定裝置上，所述標記物安裝在所述追蹤對象上，所述標記物在各所述相機裝置的相機視野范圍內(nèi)；

所述追蹤對象上設(shè)置有用于調(diào)整所述標記物的標記狀態(tài)的狀態(tài)調(diào)整裝置；

所述控制器，用于基于各所述相機裝置分別采集到的標記物圖像，控制所述狀態(tài)調(diào)整裝置調(diào)整所述標記物的標記狀態(tài)。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)的控制方法，該方法包括：

獲取至少兩個相機裝置分別采集到的標記物圖像，并基于各所述標記物圖像確定標記物的空間位置數(shù)據(jù)；

基于標記物的局部位置數(shù)據(jù)和所述空間位置數(shù)據(jù)，確定標記物對應(yīng)的轉(zhuǎn)換誤差數(shù)據(jù)，并基于所述轉(zhuǎn)換誤差數(shù)據(jù)，控制狀態(tài)調(diào)整裝置調(diào)整標記物的標記狀態(tài)；其中，所述局部位置數(shù)據(jù)和空間位置數(shù)據(jù)分別用于表征標記物在追蹤對象坐標系下的位置數(shù)據(jù)和在世界坐標系下的位置數(shù)據(jù)；

基于調(diào)整后的標記物對應(yīng)的調(diào)整標記物圖像，確定手術(shù)追蹤系統(tǒng)中追蹤對象的空間位姿。

第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種手術(shù)追蹤系統(tǒng)的控制裝置，該裝置包括：

空間位置數(shù)據(jù)確定模塊，用于獲取至少兩個相機裝置分別采集到的標記物圖像，并基于各所述標記物圖像確定標記物的空間位置數(shù)據(jù)；

標記狀態(tài)調(diào)整模塊，用于基于標記物的局部位置數(shù)據(jù)和所述空間位置數(shù)據(jù)，確定標記物對應(yīng)的轉(zhuǎn)換誤差數(shù)據(jù)，并基于所述轉(zhuǎn)換誤差數(shù)據(jù)，控制狀態(tài)調(diào)整裝置調(diào)整標記物的標記狀態(tài)；其中，所述局部位置數(shù)據(jù)和空間位置數(shù)據(jù)分別用于表征標記物在追蹤對象坐標系下的位置數(shù)據(jù)和在世界坐標系下的位置數(shù)據(jù)；

空間位姿確定模塊，用于基于調(diào)整后的標記物對應(yīng)的調(diào)整標記物圖像，確定手術(shù)追蹤系統(tǒng)中追蹤對象的空間位姿。