[發明專利]一種目標點的運動狀態相似性判斷方法

在審

• 申請號: 202210907872.0
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115040217A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王英杰;劉孝波
• 申請（專利權）人: 南京佗道醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B34/20;A61B34/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 梁天彥

本發明公開了一種目標點的運動狀態相似性判斷方法，其包括：放置固定示蹤器和隨動示蹤器，隨動示蹤器能夠表征目標點運動狀態；對患者進行影像掃描得到3D影像，同時光學跟蹤系統至少捕捉得到隨動示蹤器的位姿；獲取3D影像中的規劃通道末端所在的切片的曝光時間作為對準時間，獲取對準時間對應的兩示蹤器的位姿，并計算得到二者之間的目標位姿變換關系；光學跟蹤系統實時獲取兩示蹤器的位姿，據此計算得到兩示蹤器之間的實時位姿變換關系，對實時位姿變換關系與目標位姿變換關系進行相似性比對，在二者之間的相似性滿足設定條件則判斷目標點的當前運動狀態與目標運動狀態相似。本方案執行難度低且能提高針對目標點的一次執行成功率。

技術領域

本發明涉及機器人導航技術領域，尤其涉及一種目標點的運動狀態相似性判斷方法。

背景技術

在臨床上，特別是腫瘤治療的臨床上，越來越廣泛地使用醫學影像做引導，然后使用機械臂輔助進行手術工具的定位以實現微創手術，以便減少病人創面、加速病人康復速度。

醫療手術導航機器人在經皮穿刺、活檢、消融等領域為醫生提供高精度的位置和角度的導航，降低醫生對于手感和經驗的依賴，但針對肺部等受呼吸影響較大的器官的穿刺的活檢、消融等手術中，穿刺通道規劃是醫生基于生理學解剖特征和患者當前的實際生理狀況執行的，屬于靜態條件，而實際手術時病人處于持續呼吸的狀態，器官內病灶點的位移最大可達5cm，屬于動態條件。常規的主動或被動屏氣操作很難讓患者配合，而目前的手術導航輔助機器人無法精確把握病灶的運動規律，因此難以找到病灶狀態與通道規劃時的病灶運動狀態基本一致的時刻，導致針對病灶的一次執行成功率較低。

發明內容

發明目的：針對上述存在的問題，本發明提出了一種易于實現、計算簡單、執行難度低且能提高一次執行成功率的目標點的運動狀態相似性判斷方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種目標點的運動狀態相似性判斷方法，包括：放置位姿不隨人體呼吸發生改變的固定示蹤器和位姿隨人體呼吸發生改變用于表征目標點運動狀態的隨動示蹤器；在對患者進行影像掃描得到的3D影像中進行通道規劃得到規劃通道，獲取規劃通道末端所在的切片的曝光時間作為對準時間，獲取對準時間對應的隨動示蹤器和固定示蹤器的位姿并計算得到二者之間的位姿變換關系作為目標位姿變換關系；通過光學跟蹤系統實時獲取所述固定示蹤器和所述隨動示蹤器的位姿，并計算得到二者之間的位姿變換關系作為實時位姿變換關系，并對實時位姿變換關系與所述目標位姿變換關系進行相似性比對，在二者之間的相似性滿足設定條件則判斷目標點的當前運動狀態與對準時間對應的運動狀態相似。

優選的，所述固定示蹤器放置于床板。

進一步地，對患者進行影像掃描得到3D影像的同時光學跟蹤系統至少捕捉得到所述隨動示蹤器的位姿；所述對準時間對應的固定示蹤器的位姿通過所述3D影像提取得到或通過所述光學跟蹤系統捕捉得到；

所述對準時間對應的隨動示蹤器的位姿通過所述光學跟蹤系統捕捉得到。

進一步地，所述3D影像還用于配準，通過所述3D影像計算得到所述固定示蹤器的位姿，所述光學跟蹤系統捕捉得到所述固定示蹤器和所述隨動示蹤器的位姿，采用所述3D影像和所述光學跟蹤系統中的所述固定示蹤器的位姿進行配準。

具體地，根據所述光學跟蹤系統捕捉得到的在對準時間所述隨動示蹤器的位姿和從所述3D影像提取得到的所述固定示蹤器的位姿計算得到二者之間的目標位姿變換關系。

具體地，根據所述光學跟蹤系統捕捉得到的在對準時間所述隨動示蹤器和所述固定示蹤器的位姿計算得到二者之間的目標位姿變換關系。