检测手术中导航标志物移动的方法和装置制造方法及图纸

本申请适用于计算机技术领域，提供了一种检测手术中导航标志物移动的方法和装置，所述方法包括：在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置；依据所述第一位置和所述第二位置，检测所述导航标志物是否发生移动。采用上述方法，可以实时检测骨科手术过程中导航标志物是否发生移动，降低手术风险。

Method and device for detecting the movement of navigation markers in operation

【技术实现步骤摘要】
检测手术中导航标志物移动的方法和装置
本申请属于计算机
，特别是涉及一种检测手术中导航标志物移动的方法和装置。
技术介绍
近年来，随着计算机、精密机械工程、图像工程和医学等相关技术的进步，计算机辅助外科获得了也获得了快速发展。计算机辅助外科技术可以帮助医生对患者所患病情进行精确诊断；在手术过程中，也可清楚观察到手术工具相对于患部的精确位置，从而指导医生快速、准确地进行手术，节省手术时间，减少手术创伤。以骨科手术为例，医生可以通过骨科手术导航系统辅助完成手术过程。目前，在骨科手术导航系统中，可以通过红外摄像机捕捉经由相机发出的红外线经过标记物反射后采集到的图像，再计算得到标记物的位姿。在手术过程中，固定于病人腿骨的反射红外线的标记物不允许移动或者转动，否则会导致手术追踪位姿的失败。然而，由于手术器械的振动导致固定于病人腿骨的标记物上的螺丝钉变松，固定于病人骨头上的骨钉固定不牢靠，手术操作人员意外的碰撞等因素，都会导致固定于病人腿骨上的红外反射标记物移动，从而导致手术失败。因此，对固定于病人腿骨的红外反射标记物是否移动进行实时的检测、警告就显得尤为重要。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种检测手术中导航标志物移动的方法和装置，以解决现有技术中在手上过程中，无法对导航标志物是否移动进行实时检测的问题。本申请实施例的第一方面提供了一种检测手术中导航标志物移动的方法，包括：在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置；依据所述第一位置和所述第二位置，检测所述导航标志物是否发生移动。本申请实施例的第二方面提供了一种检测手术中导航标志物移动的装置，包括：接收模块，用于在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；第一确定模块，用于根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；获取模块，用于获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；第二确定模块，用于根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置；检测模块，用于依据所述第一位置和所述第二位置，检测所述导航标志物是否发生移动。本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的检测手术中导航标志物移动的方法。本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的检测手术中导航标志物移动的方法。本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述第一方面所述的检测手术中导航标志物移动的方法。与现有技术相比，本申请实施例包括以下优点：本申请实施例，通过在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光，从而可以根据上述反射红外光，确定出目标物的第一位置；同时，在获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息后，可以根据固定物之间的相对位置信息，确定出导航标志物的第二位置，进而可以依据第一位置和第二位置，检测导航标志物是否发生移动，有助于及时地对导航标志物的移动情况进行监测，降低手术风险，避免出现因导航标志物移动造成的手术事故的发生，提高手术导航系统运行的安全性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一个实施例的一种检测手术中导航标志物移动的方法的步骤流程示意图；图2是本申请一个实施例的一种手术过程中导航标志物的固定方式示意图；图3是本申请一个实施例的另一种检测手术中导航标志物移动的方法的步骤流程示意图；图4是本申请一个实施例的一种摄像头坐标系的示意图；图5是本申请一个实施例的一种检测手术中导航标志物移动的装置的示意图；图6是本申请一个实施例的一种终端设备的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。下面通过具体实施例来说明本申请的技术方案。参照图1，示出了本申请一个实施例的一种检测手术中导航标志物移动的方法的步骤流程示意图，具体可以包括如下步骤：S101、在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；需要说明的是，本方法可以应用于骨科手术导航系统中。通过固定于病人骨头的导航标志物和目标物，以及红外摄像头，可以在导航标志物和目标物之间发生相对移动时，产生告警信号，从而切断骨科电动工具的电源，防止出现手术过程中由于导航标志物发生移动而导致的导航不精确甚至手术失败的问题。如图2所示，是本申请一个实施例的一种手术过程中导航标志物的固定方式示意图。该导航标志物包括多个固定物，多个固定物通过固定架固定于导航标志物上。导航标志物还包括一连杆，可以通过螺钉固定于病人骨头。固定架和连杆之间设有螺丝旋钮，待旋钮松开以后可以调整旋转角度，从而使固定架上的固定物可以更好的对准红外摄像头。另一方面，与导航标志物对应设置的一目标物，可以用于检测与导航标志物之间的相对位置，以确定导航标志物是否发生移动。因此，本实施例中的目标物和固定物均可以是红外线反射球。在手术进行过程中，可以上述目标物和多个固定物可以反射红外光，使红外摄像头采集到经目标物和固定物反射的红外光。需要说明的是，发射的红外光可以通过红外摄像头或其他光源产生，本实施例对此不作限定。S102、根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；在本申请实施例中，经过反射的红外光可以被红外摄像头捕获，进而确定出目标物的第一位置。在具体实现中，红外摄像头可以根据反射红外光的入射角度，以及接收时间等数据，计算出目标物的第一位置。或者，当红外摄像头包括多个时，例如，存在两个红外摄像头时，还可以根据两个红外摄像头与目标物之间的三角关系，基于数学上的三角原理，计算出目标物的第一位置。本实施例对如何根据反射红外光计算目标物的第一位置不作限定。S103、获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；在本申请实施例中，导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息可以是预先写入系统的。例如，对于图2所示的4个红外线反射球，可以预先测得每个球之间的位置关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测手术中导航标志物移动的方法，其特征在于，包括：/n在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；/n根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；/n获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；/n根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置；/n依据所述第一位置和所述第二位置，检测所述导航标志物是否发生移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测手术中导航标志物移动的方法，其特征在于，包括：
在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光；
根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置；
获取导航标志物上多个固定物之间的相对位置信息；
根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置；
依据所述第一位置和所述第二位置，检测所述导航标志物是否发生移动。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在手术过程中，接收经目标物反射的反射红外光，包括：
在手术过程中，控制红外摄像头发射红外光；
接收经所述目标物反射的所述反射红外光。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述红外摄像头包括至少两个，所述根据所述反射红外光，确定所述目标物的第一位置，包括：
根据所述反射红外光，确定所述目标物与任意两个红外摄像头之间的三角关系；
基于所述三角关系，计算所述目标物在预设的摄像头坐标系下的第一位置。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述固定物包括至少三个，所述根据所述相对位置信息，确定所述导航标志物的第二位置，包括：
分别接收经至少三个固定物反射的红外光；
基于所述至少三个固定物反射的红外光，计算所述至少三个固定物在预设的摄像头坐标系下的位置信息；
根据所述至少三个固定物在预设的摄像头坐标系下的位置信息和所述多个固定物之间的相对位置信息，计算所述导航标志物在所述摄像头坐标系下的第二位置。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括在所述摄像头坐标系下的第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，所述第二位置包括在所述摄像头坐标系下的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴伟，李洪向，孟李艾俐，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院，
类型：发明
国别省市：北京;11