一种增强现实辅助穿刺定位方法技术

本发明专利技术涉及一种增强现实辅助穿刺定位方法，包括以下步骤1)打开混合虚拟现实设备，将混合虚拟模型导入到混合现实设备中，2)将虚拟模型和三维物体进行拟合，3)拟合完成，将识别图和穿刺针进行绑定，4)打开设备中识别图像的功能，开始识别图像，5)识别完成后，将会出现和穿刺针一样的穿刺针模型，并且两个是重合的，6)开始穿刺，移动穿刺针，混合虚拟现实设备中的穿刺针模型会跟随三维真实的穿刺针，7)确认穿刺针进入的点，当穿刺针触碰到穿刺进入的点后，设备中提示进针点已确认完毕，8)调整穿刺的方向，当穿刺方向正确后，设备中提示，9)开始穿刺，当穿刺到目标位置后，提示穿刺，10)整个穿刺过程完成。

【技术实现步骤摘要】
一种增强现实辅助穿刺定位方法
本专利技术属于医疗穿刺介入
，特别涉及一种增强现实辅助穿刺定位方法。
技术介绍
穿刺介入手术是一种典型的微创手术，因创伤小、患者痛苦小及恢复快等优点受到广泛应用。目前大多数都是通过CT、超声或C臂机等医学影像设备扫描后，本着穿刺路径最短的原则，医师会在穿刺介入手术实施前规划出一条最佳的直线穿刺路径，然后根据经验进行穿刺手术，然而软组织为非均质、各向异性材料，穿刺针进入软组织后会因受力不均而产生横向偏斜，使针尖偏离靶点，进而影响治疗效果，导致手术时间长，此外，软组织为不可视材料，穿刺针进入软组织后其偏斜状态无法直接观察，而且穿刺过程中人体需要进行呼吸，需要穿刺的病灶位置可能会随人体呼吸进行移动，传统的自动穿刺方法无法对呼吸导致的位移进行调整，导致人体呼吸时穿刺装置不能对病灶进行精准穿刺，可能会对穿刺对象造成意外的伤害；同时，CT、超声或C臂机等医学影像设备的价格昂贵、操作复杂、占用空间大，还会对人体产生辐射。另外一些学者尝试使用类生物明胶进行穿刺过程的模拟研究，对明胶内设置的目标靶点进行针尖定位实验，此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实辅助穿刺定位方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)在需要拟合的模型上选取3～7个特征点，打开虚拟混合现实设备，将模型导入虚拟混合现实设备中；具体为：使用混合现实设备扫描到手，在手指尖的位置放置一个虚拟的球，然后手指移动在空间中逐一找到各实体特征点，并且记录位置，确认进行拟合并查看虚拟模型和实体的位置、角度的关系，手部跟踪拟合完成；/n(2)在虚拟模型上选取穿刺进入点、穿刺点和穿刺通道；/n(3)将虚拟模型导入到混合现实设备中，并将虚拟模型和三维物体进行拟合；/n(4)将识别图片和穿刺针进行绑定；具体为：在穿刺针上绑有一张二维码的图片；/n(5)打开混合现实设备中识别图像的功...

【技术特征摘要】
1.一种增强现实辅助穿刺定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在需要拟合的模型上选取3～7个特征点，打开虚拟混合现实设备，将模型导入虚拟混合现实设备中；具体为：使用混合现实设备扫描到手，在手指尖的位置放置一个虚拟的球，然后手指移动在空间中逐一找到各实体特征点，并且记录位置，确认进行拟合并查看虚拟模型和实体的位置、角度的关系，手部跟踪拟合完成；
(2)在虚拟模型上选取穿刺进入点、穿刺点和穿刺通道；
(3)将虚拟模型导入到混合现实设备中，并将虚拟模型和三维物体进行拟合；
(4)将识别图片和穿刺针进行绑定；具体为：在穿刺针上绑有一张二维码的图片；
(5)打开混合现实设备中识别图像的功能，开始识别图片并读取穿刺的深度和角度信息；
(6)识别完成后，出现和穿刺针相同的穿刺针模型，并且两者重合；
(7)开始穿刺，移动穿刺针，混合虚拟现实设备中的穿刺针模型会跟随追踪三维真实的穿刺针；
(8)确认穿刺针进入的点，当穿刺针触碰到穿刺进入的点后，设备中提示进针点已确认完毕；
(9)调整穿刺的方向，当穿刺方向正确后，设备中提示开始穿刺，当穿刺到目标位置后，提示穿刺；
(10)整个穿刺过程完成。


2.根据权利要求1所述的一种增强现实辅助穿刺定位方法，其特征在于：所述步骤(5)中的识别图像包括图像采集、图像预处理、特征提取和图像识别；具体为：记经过高斯滤波器σn平滑处理的采集图像为I(x，y)；
构建用于寻找特征点的尺度为σ的高斯差分图像，该高斯差分图像由尺度为kσ的图像L(x，y，kσ)与尺度为σ的L图像L(x，y，σ)差分生成，一系列的σi则可以生成一系列的L(x，y，σi)图像，这一系列的L(x，y，σ)图像构建成尺度空间图像，其中，L(x，y，σ)表示由一个高斯滤波器与原图像卷积而生成的图像，且
当查找空间S层的极小值时，通过S+3层尺度空间图像来构建出S+2层高斯差分图像，然后查找其中的第2层到第S-1层，极小值通过同一组内S层高斯差分图像和S层高斯差分图像的上下相邻高斯差分图像的相邻点比较，并利用已知的离散空间点插值得到连续空间极值点，其中S为高斯金字塔每一组的层数，O为高斯金字塔的组数。


3.根据权利要求2所述的一种增强现实辅助穿刺定位方法，其特征在于：所述高斯差分图像的高斯差分DOG的计算公式为：

其中
k为相邻尺度空间倍数的常数，G(x，y，σ)表示高斯滤波器，且
构建的尺度空间图像的第一组的索引为0或-1，当索引为0时，第一组第一层的图像是由经过高斯滤波器σn平滑处理的图像I(x，y)与高斯滤波器σo卷积生成，对图像I(x，y)用高斯滤波器σ平滑，其公式为：当索引为-1时，将I(x，y)双性差值放大后得到Is(x，y)，第一组第一层的图像是由经过高斯滤波器2σn平滑处理的图像I(x，y)与高斯滤波器σo卷积生成；对图像I(x，y)用高斯滤波器σ′平滑，其公式为：其中，FirstLayer(x，y)表示整个尺度空间为第1组第1层的图像，σ0＝1.6，σn＝0.5。


4.根据权利要求2所述的一种增强现实辅助穿刺定位方法，其特征在于：在尺度为σ的尺度图像D(x，y)上检测到了一个局部极值点，空间位置为(x，y，σ)，设其偏离了(x，y，σ)的坐标为(Δx，Δy，Δσ).则对D(Δx，Δy，Δσ)表示为在(x，y，σ)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泉洲，王新强，陈亮，张嘉伟，
申请(专利权)人：常州锦瑟医疗信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32