三维医学影像与患者实时重合的方法及手术辅助系统技术方案

本发明专利技术涉及三维医学影像与患者实时重合的方法及手术辅助系统，用于辅助临床手术的规划和实施。本方法为：将患者的CT序列图像或核磁序列图像转换成整体点云，在患者身体上获取与CT序列图像或核磁序列图像对应部位的图像，所述图像为患者身体的局部图像，将局部图像转换成局部点云；将整体点云与局部点云采用Super‑4PCS算法进行配准，确定整体点云的空间坐标与局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合的最优转换矩阵；通过最优转换矩阵确定三维医学影像在与局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合时的空间坐标；将三维医学影像及其空间坐标传输至三维影像显示装置。本发明专利技术可以解决现有手术过程存在三维医学影像与患者身体匹配不精确的问题。

Real time coincidence of 3D medical images and patients

【技术实现步骤摘要】
三维医学影像与患者实时重合的方法及手术辅助系统
本专利技术涉及三维医学影像与患者实时重合的方法及手术辅助系统，用于辅助临床手术的规划和实施，尤其是开放式手术的实施。
技术介绍
三维医学影像在辅助临床手术中应用的越来越普遍，它是根据患者的CT或核磁序列图像进行三维重建后生成的3D模型文件，大部分医院应用三维医学影像都是将三维医学影像显示在二维显示装置上，医生通过对照患者的三维医学影像，定位患者身体对应的组织结构或制定手术实施方案，规划手术路径，在实际的手术过程中，医生需要在二维显示装置和患者之间进行视角切换，然后凭借对三维医学影像的短暂记忆在患者身体上寻找对应的组织结构进行手术，容易出现由于人为对照的记忆偏差，或在二维显示装置上显示的三维医学影像的角度和位置与实际的患者身体部位存在视觉难以确定的偏差，而导致患者身体部位的组织结构定位不精确的问题，存在比较严重的手术风险；另外，由于医生的视角在高度紧张的手术环境下频繁切换，会分散医生的注意力，增加医生的疲劳感，影响手术效率，延长手术时间，对患者产生巨大伤害。
技术实现思路
<br>本专利技术为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，所述方法为：/n将患者的CT序列图像或核磁序列图像转换成整体点云，对患者的CT序列图像或核磁序列图像进行三维模型重建，形成三维医学影像；/n在患者身体上获取与CT序列图像或核磁序列图像对应部位的图像，所述图像为患者身体的局部图像，将所述局部图像转换成局部点云；/n将所述整体点云与所述局部点云采用Super-4PCS算法进行配准，确定所述整体点云的空间坐标与所述局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合的最优转换矩阵；/n通过所述最优转换矩阵确定所述三维医学影像在与所述局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合时的空间坐标；/n将所述三维医学...

【技术特征摘要】
1.三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，所述方法为：
将患者的CT序列图像或核磁序列图像转换成整体点云，对患者的CT序列图像或核磁序列图像进行三维模型重建，形成三维医学影像；
在患者身体上获取与CT序列图像或核磁序列图像对应部位的图像，所述图像为患者身体的局部图像，将所述局部图像转换成局部点云；
将所述整体点云与所述局部点云采用Super-4PCS算法进行配准，确定所述整体点云的空间坐标与所述局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合的最优转换矩阵；
通过所述最优转换矩阵确定所述三维医学影像在与所述局部点云的空间坐标在同一空间坐标系下精准重合时的空间坐标；
将所述三维医学影像及其空间坐标传输至三维影像显示装置。


2.根据权利要求1所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，所述局部点云的获取方法为：
在患者身体上找到与所述CT序列图像或核磁序列图像对应的特征区域，采用深度图像获取装置获取所述特征区域的连续深度图像，将所述特征区域的连续深度图像转换成局部点云。


3.根据权利要求1所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，所述同一空间坐标系为手术导航系统的空间坐标系。


4.根据权利要求2所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，在所述深度图像获取装置获取所述特征区域的连续深度图像之前，对所述深度图像获取装置与所述手术导航系统进行空间坐标系标定，使所述患者身体局部点云的空间坐标与所述手术导航系统处于同一空间坐标系。


5.根据权利要求4所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，所述深度图像获取装置上安装有所述手术导航系统可以识别的标定件，所述标定件的所在位置的空间坐标可以在所述手术导航系统的空间坐标系下被识别。


6.根据权利要求4或5所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于，
所述深度图像获取装置与所述手术导航系统采用棋盘格标定法进行标定，在棋盘格的角点处放置所述手术导航系统可以识别的标定件，标定过程为：
S1：利用手术导航系统采集棋盘格中可识别的标定件，并记录所述标定件的坐标；
S2：使用深度图像获取装置识别棋盘格的角点，并记录角点的坐标；
S3：变换所述标定件在棋盘格中的位置和放置角度，重复步骤S1和步骤S3，共计20次；
S4：利用步骤S1、S2，和完成S3过程所记录的坐标，计算深度图像获取装置到所述手术导航系统的转换矩阵，完成深度图像获取装置和手术导航系统的标定。


7.根据权利要求1所述的三维医学影像与患者实时重合的方法，其特征在于：
所述最优转换矩阵的确定过程为：
当三维医学影像在所述手术导航系统的空间坐标系下的空间坐标与所述局部点云的空间坐标的差值的绝对值为最小值时，即局部点云与所述整体点云准确重合时，通过此时的局部点云的空间坐标，与整体点云的空间坐标关系，确定的转换矩阵为最优转换矩阵；
所述转换矩阵的计算公式为：
TCT/MRI-Patient=PPatient/PCT/MRI；
其中，
PCT/MRI为CT序列图像或核磁序列图像在CT或核磁设备的空间坐标系下的整体点云空间坐标；
PPatient为所述局部点云的空间坐标；
TCT/MRI-Pa...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云鹏，谢锦华，孙野，
申请(专利权)人：沈阳蓝软智能医疗科技有限公司，无锡蓝软智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21