[發(fā)明專利]手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法、裝置以及手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110313633.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN113081265B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏桂鋒;鄔江;陳燚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶博仕康科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20
• 代理公司: 北京市萬慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 劉艷麗

本申請(qǐng)涉及一種手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法、裝置、手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。所述方法包括：獲取X射線設(shè)備掃描術(shù)中對(duì)象得到的第一圖像數(shù)據(jù)；獲取X射線設(shè)備掃描術(shù)中對(duì)象時(shí)產(chǎn)生的在導(dǎo)航空間下的第一運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)；根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)、第一運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)以及預(yù)先計(jì)算的X射線設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)。采用本方法能夠在手術(shù)中縮短手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)的準(zhǔn)備時(shí)長，提高手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)的速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法、裝置、手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，是將病人的影像數(shù)據(jù)和病人解剖結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，手術(shù)中跟蹤手術(shù)器械并將手術(shù)器械的位置在病人影像上以虛擬探針的形式實(shí)時(shí)更新顯示，使醫(yī)生對(duì)手術(shù)器械相對(duì)病人解剖結(jié)構(gòu)的位置一目了然。

然而，手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于導(dǎo)航空間和圖像空間中相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的空間配準(zhǔn)，傳統(tǒng)的手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法，首先將帶有特殊金屬標(biāo)記點(diǎn)的裝置與病人一起進(jìn)行醫(yī)學(xué)掃描成像，然后通過手動(dòng)選取或計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別的方式在醫(yī)學(xué)影像中選取標(biāo)記點(diǎn)，獲得這些標(biāo)記點(diǎn)在醫(yī)學(xué)影像空間中的坐標(biāo)，然后使用注冊(cè)探針獲取以上標(biāo)記點(diǎn)在導(dǎo)航空間中的坐標(biāo)，最后通過以上兩組標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算出醫(yī)學(xué)影像空間和導(dǎo)航空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)手術(shù)導(dǎo)航的空間配準(zhǔn)。傳統(tǒng)方法在手術(shù)中，不僅需要將帶有特殊金屬標(biāo)記點(diǎn)的裝置與病人一起進(jìn)行醫(yī)學(xué)掃描成像，而且，導(dǎo)航空間配準(zhǔn)的準(zhǔn)備工作流程繁瑣，配準(zhǔn)所需時(shí)間長。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種能夠提高手術(shù)中手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)效率的手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

一種手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方法，上述方法包括：

獲取X射線設(shè)備掃描術(shù)中對(duì)象得到的第一圖像數(shù)據(jù)；

獲取X射線設(shè)備掃描術(shù)中對(duì)象時(shí)產(chǎn)生的在導(dǎo)航空間下的第一運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)；

根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)、第一運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)以及預(yù)先計(jì)算的X射線設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，X射線設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣的計(jì)算方法包括：

獲取X射線設(shè)備掃描標(biāo)定對(duì)象得到的第二圖像數(shù)據(jù)；

獲取X射線設(shè)備掃描標(biāo)定對(duì)象時(shí)產(chǎn)生的在導(dǎo)航空間下的第二運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)以及標(biāo)定對(duì)象在導(dǎo)航空間下的位置坐標(biāo)；

根據(jù)第二圖像數(shù)據(jù)、第二運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)以及標(biāo)定對(duì)象在導(dǎo)航空間下的位置坐標(biāo)計(jì)算空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)第二圖像數(shù)據(jù)、第二運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)以及標(biāo)定對(duì)象在導(dǎo)航空間下的位置坐標(biāo)計(jì)算空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣，包括：

根據(jù)第二圖像數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)定對(duì)象在圖像空間的位置坐標(biāo)；

確定標(biāo)定對(duì)象在圖像空間的位置坐標(biāo)與標(biāo)定對(duì)象在導(dǎo)航空間的位置坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；

基于轉(zhuǎn)換關(guān)系構(gòu)建X射線設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣。

在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)定對(duì)象中包括至少三個(gè)金屬標(biāo)記物，根據(jù)第二圖像數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)定對(duì)象在圖像空間的位置坐標(biāo)，包括：

根據(jù)第二圖像數(shù)據(jù)計(jì)算金屬標(biāo)記物在圖像空間的位置坐標(biāo)；

根據(jù)金屬標(biāo)記物在圖像空間的位置坐標(biāo)構(gòu)建局部坐標(biāo)系；

根據(jù)局部坐標(biāo)系確定標(biāo)定對(duì)象在圖像空間的位置坐標(biāo)。

在一個(gè)實(shí)施例中，獲取X射線設(shè)備掃描標(biāo)定對(duì)象時(shí)產(chǎn)生的在導(dǎo)航空間下的第二運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)，包括：