C臂机X光源的定位方法、装置、系统和计算机可读介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种C臂机X光源的定位方法、装置、系统和计算机可读介质，该定位方法包括：通过C臂机拍摄成像空间获得第一图像，所述成像空间中包括多个空间标记物，每个所述空间标记物具有第一空间坐标，所述多个空间标记物在所述第一图像中对应于多个标记图像，每个所述标记图像具有第二空间坐标，其中，所述第一图像在所述成像空间中位于第一成像平面；获得所述C臂机的X光源和所述第一成像平面之间的距离；以及根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。

【技术实现步骤摘要】
C臂机X光源的定位方法、装置、系统和计算机可读介质


[0001]本专利技术主要涉及医疗仪器领域，具体地涉及一种C臂机X光源的定位方法、装置、系统和计算机可读介质。

技术介绍

[0002]在手术导航、三维与二维图像配准等应用中，往往需要确定C臂机的X光源的空间位置。但是由于C臂机的X光源设置在发射器内，在手术中不易直接获得其具体位置。目前采用借助其他装置的方法来间接获得X光源的空间位置，通过其他装置的空间位置进行反向计算，具有计算复杂、操作麻烦、增加额外成本等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种计算简单、快速准确的C臂机X光源的定位方法、装置、系统和计算机可读介质。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种C臂机X光源的定位方法，包括：通过C臂机拍摄成像空间获得第一图像，所述成像空间中包括多个空间标记物，每个所述空间标记物具有第一空间坐标，所述多个空间标记物在所述第一图像中对应于多个标记图像，每个所述标记图像具有第二空间坐标，其中，所述第一图像在所述成像空间中位于第一成像平面；获得所述C臂机的X光源和所述第一成像平面之间的距离；以及根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。
[0005]在本专利技术的一实施例中，所述第一成像平面包括所述C臂机的投影成像平面。
[0006]在本专利技术的一实施例中，所述多个空间标记物设置在空间标记板上，所述空间标记板被设置在所述成像空间中。
[0007]在本专利技术的一实施例中，所述成像空间中还包括探测对象，所述空间标记板与所述探测对象相邻并且不接触，所述第一图像中还包括探测对象图像。
[0008]在本专利技术的一实施例中，还包括：采用下面的方法获得所述第一空间坐标：将所述空间标记板与示踪装置相连接，所述示踪装置与所述空间标记板具有一位置关系；以及根据所述示踪装置的空间位置和所述位置关系获得所述第一空间坐标。
[0009]在本专利技术的一实施例中，根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置的步骤包括：将多个所述第一空间坐标和多个所述第二空间坐标一一对应；以及在所述成像空间中，分别连接多个所述第一空间坐标和对应的多个所述第二空间坐标形成多条虚拟直线，所述多条虚拟直线具有一交点，计算所述交点的空间坐标作为所述X光源位置。
[0010]在本专利技术的一实施例中，将多个所述第一空间坐标和多个所述第二空间坐标一一对应的步骤包括：在所述多个空间标记物中确定初始标记物，以所述初始标记物为基准，根据其余的空间标记物与所述基准的第一位置关系对所述其余的空间标记物进行编号，使每个所述空间标记物具有第一编号；在所述第一图像中确定对应于所述初始标记物的初始标
记图像，计算所述初始标记图像和其余的标记图像之间的第二位置关系，根据所述第二位置关系对所述其余的标记图像进行编号，使每个所述标记图像具有第二编号，所述第二编号和所述第一编号一一对应。
[0011]在本专利技术的一实施例中，采用下面的方程组计算所述交点的空间坐标：
[0012][0013]Ax
i
+By
i
+Cz
i
+D＝0，
[0014][0015][0016]其中，(u
i
，v
i
)表示所述标记图像的二维的第二空间坐标，r
11
‑
r
32
是转换矩阵中待求解的未知数，(x
i
，y
i
，z
i
)是经过转换之后的三维的第二空间坐标，Ax
i
+By
i
+Cz
i
+D＝0表示所述第一成像平面的平面方程，(x
j
，y
j
，z
j
)表示所述第一空间坐标，(x0，y0，z0)表示所述交点的空间坐标，d表示所述距离，i，j＝1：m，m是所述空间标记物的总数；将多个所述第一空间坐标(x
j
，y
j
，z
j
)、多个所述二维的第二空间坐标(u
i
，v
i
)和所述距离d代入所述方程组，获得所述交点的空间坐标(x0，y0，z0)。
[0017]本专利技术为解决上述技术问题还提出一种C臂机X光源的定位装置，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现如上所述的方法。
[0018]本专利技术为解决上述技术问题还提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的方法。
[0019]本专利技术为解决上述技术问题还提出一种C臂机X光源的定位系统，其特征在于，包括：设置在成像空间中的多个空间标记物，每个所述空间标记物具有第一空间坐标；控制器，配置为：通过C臂机拍摄所述成像空间获得第一图像，所述多个空间标记物在所述第一图像中对应于多个标记图像，每个所述标记图像具有第二空间坐标，其中，所述第一图像在所述成像空间中位于第一成像平面；获得所述C臂机的X光源和所述第一成像平面之间的距离；根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。
[0020]在本专利技术的一实施例中，多个所述空间标记物等间距排列。
[0021]在本专利技术的一实施例中，所述多个空间标记物按行列排列，其中，每行或每列的所述空间标记物的数量不同。
[0022]在本专利技术的一实施例中，所述多个空间标记物组成的形状为直角梯形。
[0023]在本专利技术的一实施例中，所述多个空间标记物设置在空间标记板上，所述空间标记板被设置在所述成像空间中。
[0024]在本专利技术的一实施例中，所述空间标记板的材料是非金属，所述多个空间标记物的材料包括金属。
[0025]本专利技术的C臂机X光源的定位方法、装置和系统，在手术前或手术中获取空间标记物在成像空间中实际的第一空间坐标和在第一成像平面中的第二空间坐标，结合X光源和第一成像平面之间的距离计算出X光源的实际位置，具有计算简单、速度快、结果准确等有
益效果。
附图说明
[0026]为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：
[0027]图1是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位方法的示例性流程图；
[0028]图2是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位方法的应用场景示意图；
[0029]图3是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位方法中的空间标记板的立体结构示意图；
[0030]图4是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位方法中的第一图像的示意图；
[0031]图5是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位方法的原理示意图；
[0032]图6是本专利技术一实施例的C臂机X光源的定位系统的框图；
[0033]图7是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C臂机X光源的定位方法，包括：通过C臂机拍摄成像空间获得第一图像，所述成像空间中包括多个空间标记物，每个所述空间标记物具有第一空间坐标，所述多个空间标记物在所述第一图像中对应于多个标记图像，每个所述标记图像具有第二空间坐标，其中，所述第一图像在所述成像空间中位于第一成像平面；获得所述C臂机的X光源和所述第一成像平面之间的距离；以及根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述第一成像平面包括所述C臂机的投影成像平面。3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述多个空间标记物设置在空间标记板上，所述空间标记板被设置在所述成像空间中。4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述成像空间中还包括探测对象，所述空间标记板与所述探测对象相邻并且不接触，所述第一图像中还包括探测对象图像。5.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，还包括：采用下面的方法获得所述第一空间坐标：将所述空间标记板与示踪装置相连接，所述示踪装置与所述空间标记板具有一位置关系；以及根据所述示踪装置的空间位置和所述位置关系获得所述第一空间坐标。6.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，根据所述第一空间坐标、所述第二空间坐标和所述距离计算所述C臂机的X光源位置的步骤包括：将多个所述第一空间坐标和多个所述第二空间坐标一一对应；以及在所述成像空间中，分别连接多个所述第一空间坐标和对应的多个所述第二空间坐标形成多条虚拟直线，所述多条虚拟直线具有一交点，计算所述交点的空间坐标作为所述X光源位置。7.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，将多个所述第一空间坐标和多个所述第二空间坐标一一对应的步骤包括：在所述多个空间标记物中确定初始标记物，以所述初始标记物为基准，根据其余的空间标记物与所述基准的第一位置关系对所述其余的空间标记物进行编号，使每个所述空间标记物具有第一编号；在所述第一图像中确定对应于所述初始标记物的初始标记图像，计算所述初始标记图像和其余的标记图像之间的第二位置关系，根据所述第二位置关系对所述其余的标记图像进行编号，使每个所述标记图像具有第二编号，所述第二编号和所述第一编号一一对应。8.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，采用下面的方程组计算所述交点的空间坐标：Ax
i
+By
i
+Cz
i
+D＝0,
其中，(u
i
,v
i
)表示所述标记图像的二维的第二空间坐标，r<...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明昊，郭延恩，唐文彬，吕飞舟，
申请(专利权)人：上海极睿医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：