一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备技术方案

本申请提供一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备，所述方法包括：采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。本申请通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术能自动测量所述镜头到所述第一标识物间的补偿距离。偿距离。偿距离。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]在医疗活动中，内窥镜是一种手术切口小、术后反应轻的光学仪器，将镜头通过人体的天然孔道，或者是通过手术做的小切口伸入病人体内，能扩大手术视野，实时显示病人体内病灶图像。
[0003]在现在的外科手术中，增强现实技术可以将基于术前医学影像建立的三维模型数据与内窥镜在术中采集的图像进行融合显示，使医生能够直观的看到器官表面以下解剖结构，解决深度感知信息与触觉反馈信息缺失的问题。但是在进行实时融合显示的过程中，需要实时确定内窥镜的镜头的位置信息，以使目前内窥镜所拍摄的图像与三维模型进行实时配准，使当前内窥镜所拍摄的器官位置与三维模型相应位置进行融合显示，从而达到对器官“透视眼”的功能。
[0004]现有技术中，使用人工测量的方法，确定内窥镜的镜头所在端与另一端安装的刚体球(光学定位设备下，可识别位置的标识物)之间的补偿距离，进而在手术过程中，利用所述补偿距离和所述刚体球在光学定位设备坐标系下的三维坐标，进而达到实时确定镜头的位置的目的。人工测量该距离不仅不方便，而且存在误差，会使实时配准与融合显示的三维模型与实际器官产生偏差。

技术实现思路

[0005]第一方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量系统，包括：
[0006]参照部件，包括处于内窥镜的第一可视视场内的A面和位于光学定位设备的第二可视视场的B面，所述A面与所述B面关于所述参照部件对称；
[0007]内窥镜，位于所述第二可视视场内，所述内窥镜的镜杆一端为镜头，另一端固定有第一标识物，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11；
[0008]光学定位设备，用于采用视觉定位方式确定所述B面上的对称点B的三维坐标及所述第一标识物的三维坐标，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。
[0009]在一个或多个实施例中，所述A面具有标定图案，所述B面包括多个第二标识物。
[0010]在一个或多个实施例中，所述多个第二标识物为至少四个，被固定在所述B面的四角，所述光学定位设备通过识别所述多个第二标识物的三维坐标，确定所述B面上的对称点B的三维坐标。
[0011]第二方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量的方法，包括：
[0012]采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；
[0013]采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；
[0014]获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；
[0015]基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。
[0016]在一个或多个实施例中，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离，包括：
[0017]基于所述对称点B的三维坐标确定所述对称点A的三维坐标，计算所述对称点A与所述第一标识物间的距离D2；
[0018]基于所述D2、所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离；或者
[0019]基于所述对称点B的三维坐标、所述D11及所述直线关系，计算所述对称点B与所述镜头间的距离D1、所述对称点B与所述第一标识物间的距离D4；
[0020]基于所述D1、所述D4及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。
[0021]在一个或多个实施例中，所述采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标，包括：
[0022]采用视觉定位方式确定参照部件的B面上多个第二标识物的三维坐标；
[0023]利用所述多个第二标识物的三维坐标，计算出所述B面的中心点的三维坐标，所述B面的中心点为对称点B。
[0024]在一个或多个实施例中，所述距离D11采用如下方式获取：
[0025]待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，通过所述内窥镜拍摄标定图案并校准相机参数后，求出所述内窥镜的镜头到所述A面的中心点的距离D11，所述A面的中心点为所述对称点A。
[0026]第三方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量设备，包括处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
[0027]其中，所述处理器被配置为能够执行如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。
[0028]第四方面，本申请提供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指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。
[0029]第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。
[0030]本申请提供一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备，本申请通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术可以自动测量所述内窥镜的镜头到所述内窥镜的镜杆上另一端固定的第一标识物间的补偿距离。
[0031]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明
书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
[0033]图1为本申请实施例提供的手术导航系统应用场景示意图；
[0034]图2为本申请实施例提供的生成融合图像的流程示意图；
[0035]图3为本申请实施例提供的补偿距离示意图；
[0036]图4为本申请实施例提供的内窥镜镜头距离测量系统示意图；
[0037]图5为本申请实施例提供的使用长方体作参照部件时的场景示意图；
[0038]图6为本申请实施例提供的使用等腰三角棱柱作为参照部件的A面示意图；
[0039]图7为本申请实施例提供的使用等腰三角棱柱作为参照部件的B面示意图；
[0040]图8为本申请实施例提供的参照部件A面具有棋盘格示意图；
[0041]图9为本申请实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜镜头距离测量系统，其特征在于，包括：参照部件，包括处于内窥镜的第一可视视场内的A面和位于光学定位设备的第二可视视场的B面，所述A面与所述B面关于所述参照部件对称；内窥镜，位于所述第二可视视场内，所述内窥镜的镜杆一端为镜头，另一端固定有第一标识物，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11；光学定位设备，用于采用视觉定位方式确定所述B面上的对称点B的三维坐标及所述第一标识物的三维坐标，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述A面具有标定图案，所述B面包括多个第二标识物。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个第二标识物为至少四个，被固定在所述B面的四角，所述光学定位设备通过识别所述多个第二标识物的三维坐标，确定所述B面上的对称点B的三维坐标。4.一种内窥镜镜头距离测量的方法，其特征在于，包括：采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南哲，吴乙荣，段小明，郭元甫，张栋球，陈永健，
申请(专利权)人：青岛海信医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：