光学跟踪系统及光学跟踪系统的坐标系整合方法技术方案

光学跟踪系统包括基准标记部、形状测量部、跟踪传感器部及处理部。基准标记部相对于患者而进行固定配置。形状测量部针对与三维影像对应的患者预定部位，测量三维形状。跟踪传感器部传感基准标记部及形状测量部。处理部以跟踪传感器部传感的结果为基础，获得基准标记部与跟踪传感器部之间的坐标变换关系及形状测量部与跟踪传感器部之间的坐标变换关系，以形状测量部测量的结果为基础，获得患者的预定部位与形状测量部之间的坐标变换关系，从获得的坐标变换关系，针对基准标记部定义相对的患者的坐标系。因此，能够在更短时间，以更少费用，准确而容易地跟踪患者或手术工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学跟踪系统及光学跟踪系统的坐标系整合方法
本专利技术涉及光学跟踪系统及光学跟踪系统的坐标系整合方法，更详细而言，涉及一种用于跟踪患者或手术工具的光学跟踪系统及光学跟踪系统的坐标系整合方法。本专利技术是从作为知识经济部的产业核心技术开发事业的一环而执行的研究导出的[课题固有编号：10040097，课题名：基于医疗手术机器人影像的耳鼻喉科及神经外科手术用微创多自由度手术机器人系统技术开发]。
技术介绍
最近，在治疗患者的患处的手术中，利用已拍摄的影像的影像引导手术(image-guidedsurgery)被大量地应用。特别是需要在避开患者身体内的重要神经和主要脏器的同时进行手术的情况下，要求以已拍摄的影像为基础，进行具有高准确度的手术。一般而言，已拍摄的影像包括借助于MRI摄像、CT摄像等而获得的三维影像，在开始手术时，需要使这种已拍摄的三维影像的坐标系和患者的坐标系相互一致的整合(registration)，在手术进行期间，需要实时掌握患者或手术工具移动导致的位置及姿势变化。另外，当在手术期间，患者的姿势变化时，需要对患者的坐标系进行重新整合(re-registration)，持续跟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学跟踪系统，所述光学跟踪系统用于利用在对患者实施手术之前预先获得的三维影像，跟踪患者或对所述患者实施手术的手术工具，其中，包括：基准标记部，其相对于所述患者进行固定配置；形状测量部，其针对与所述三维影像对应的所述患者的预定部位测量三维形状；跟踪传感器部，其传感所述基准标记部及所述形状测量部，以便能够分别跟踪所述基准标记部及所述形状测量部；及处理部，其以所述跟踪传感器部传感的结果为基础，获得所述基准标记部与所述跟踪传感器部之间的坐标变换关系及所述形状测量部与所述跟踪传感器部之间的坐标变换变换关系，以所述形状测量部测量的结果为基础，获得所述患者的预定部位与所述形状测量部之间的坐标变换关系，从...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.19 KR 10-2014-01252041.一种光学跟踪系统，所述光学跟踪系统用于利用在对患者实施手术之前预先获得的三维影像，跟踪患者或对所述患者实施手术的手术工具，其中，包括：基准标记部，其相对于所述患者进行固定配置；形状测量部，其针对与所述三维影像对应的所述患者的预定部位测量三维形状；跟踪传感器部，其传感所述基准标记部及所述形状测量部，以便能够分别跟踪所述基准标记部及所述形状测量部；及处理部，其以所述跟踪传感器部传感的结果为基础，获得所述基准标记部与所述跟踪传感器部之间的坐标变换关系及所述形状测量部与所述跟踪传感器部之间的坐标变换变换关系，以所述形状测量部测量的结果为基础，获得所述患者的预定部位与所述形状测量部之间的坐标变换关系，从所述获得的坐标变换关系，针对所述基准标记部而定义相对的所述患者的坐标系。2.根据权利要求1所述的光学跟踪系统，其中，所述形状测量部包括测量装置及安装于所述测量装置的标记，所述跟踪传感器部传感所述形状测量部的标记，所述处理部获得所述形状测量部的标记与所述跟踪传感器部之间的坐标变换关系及所述形状测量部的测量装置与所述形状测量部的标记之间的坐标变换关系。3.根据权利要求2所述的光学跟踪系统，其中，所述多个坐标变换关系以坐标变换矩阵表现，所述处理部根据如下数学式，针对所述基准标记部而定义相对的所述患者的坐标系，PR＝T1-1T2T3T4PR为相对于所述基准标记部的所述患者的坐标变换矩阵，T1为相对于所述跟踪传感器部的所述基准标记部的坐标变换矩阵，T2为相对于所述跟踪传感器部的所述形状测量部的标记的坐标变换矩阵，T3为相对于所述形状测量部的标记的所述形状测量部的测量装置的坐标变换矩阵，T4为相对于所述形状测量部的测量装置的所述患者的坐标变换矩阵。4.根据权利要求3所述的光学跟踪系统，其中，所述跟踪传感器部测量用于获得相对于所述跟踪传感器部的所述基准标记部的坐标变换矩阵T1及相对于所述跟踪传感器部的所述形状测量部的标记的坐标变换矩阵T2所需的信息，所述形状测量部测量用于获得相对于所述形状测量部的测量装置的所述患者的坐标变换矩阵T4所需的信息，所述处理部利用所述多个测量的信息，获得所述多个坐标变换矩阵T1、T2、T4，从所述获得的多个坐标变换矩阵T1、T2、T4，算出相对于所述形状测量部标记的所述形状测量部的测量装置的坐标变换矩阵T3及相对于所述基准标记部的所述患者的坐标变换矩阵PR。5.根据权利要求4所述的光学跟踪系统，其中，所述跟踪传感器部及所述形状测量部的测量执行2次以上。6.根据权利要求1所述的光学跟踪系统，其中，所述处理部以所述形状测量部测量的三维形状为基础，整合针对在所述患者实施手术之前预先获得的三维影像的坐标系及对于所述基准标记部而进行相对定义的所述患者的坐标系。7.根据权利要求6所述的光学跟踪系统，其中，还包括手术工具，所述手术工具包含对所述患者实施手术所需的标记，所述跟踪传感器部传感所述手术工具的标记，以便能够跟踪所述手术工具的标记，所述处理部以所述跟踪传感器部传感的结果为基础，获得所述基准标记部与所述跟踪传感器部之间的坐标变换关系及所述手术工具的标记与所述跟踪传感器部之间的坐标变换关系，利用该坐标变换关系及对于所述基准标记...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤箕，
申请(专利权)人：株式会社高永科技，
类型：发明
国别省市：韩国,KR