一种用于手术导航的高精度自动化配准注册方法技术

一种用于手术导航的高精度自动化配准注册方法，包括配准系统，包含红外多目相机、红外结构光发射模块及计算中心；配准方法包括：对红外多目相机进行校准；通过红外结构光发射模块向患者头面部发射红外结构光形成光斑；通过红外多目相机拍摄光斑；对拍摄得到的光斑进行三维坐标计算，获得光斑对应的点云数据；剔除非必要点云数据，保留头面部点云数据；通过MC算法从术前医学影像中提取皮肤点云；然后，将皮肤点云、头面部点云数据作为输入，通过ICP算法计算得到配准矩阵。本发明专利技术消除了各种引入误差，配准精度得到了有效提升，同时由于优化了配准系统，因此还提高了系统的易用性。因此还提高了系统的易用性。因此还提高了系统的易用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于手术导航的高精度自动化配准注册方法


[0001]本专利技术涉及手术导航领域，具体涉及一种用于手术导航的高精度自动化配准注册方法。

技术介绍

[0002]目前手术导航系统已在许多外科手术应用，特别是神经外科手术。采用通过数字化医学影像与术中患者的真实空间位置配准后，可以将真实的手术器械实时投影到影像空间位置，实现手术过程中的精准定位及手术规划的准确实施，有效延伸了医生的感知能力范围，为提高手术的准确性、安全性并减少创面具有重要意义。
[0003]专利【CN202011630325】主要采用机械臂与多功能相机结合的硬件模块，首先确定基于医学影像重建三维模型并获取面部特征点，然后与通过彩色相机获取真实面部的特征点建立参考匹配关系，接着通过与机械臂组合的结构光相机扫描面部拼接得到的点云与三维模型点云配准，最终确定真实患者空间与影像空间配准关系。该技术虽然解决了原有技术的一些弊端，减少了创伤，提升了精度。在实际应用中该系统仍然存在一些缺陷：a. 配准操作繁杂、技术性要求强，大大增加了术前准备操作影响整体手术时间。b. 配准操作技术性要求强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于手术导航的高精度自动化配准注册方法，其特征在于：包括一配准系统，该配准系统包含红外多目相机、红外结构光发射模块以及计算中心；所述红外多目相机用于拍摄红外结构光发射模块发射出来的红外结构光照射于患者头面部的光斑的位置；所述红外结构光发射模块包括红外结构光激光模组，用于发射可被所述红外多目相机拍摄到的红外结构光；所述计算中心通讯连接所述红外多目相机，用于存储所述红外多目相机的拍摄数据，并通过计算实现图像配准；所述配准方法包括以下步骤：前序步骤、对所述红外多目相机进行校准，获得红外多目相机多个镜头的各自内参和任意两个镜头之间的外参；步骤一、通过所述红外结构光发射模块向患者头面部发射红外结构光，并于患者头面部形成所述光斑；步骤二、通过所述红外多目相机拍摄获得位于患者头面部的所述光斑；步骤三、利用所述红外多目相机中的所述内参和所述外参，基于双目配准算法对拍摄得到的所述光斑进行三维坐标计算，获得光斑对应的点云数据；步骤四、通过步骤三获得的所述点云数据，剔除非必要点云数据，保留头面部点云数据；所述非必要点云数据包括背景杂乱点云；步骤五、通过MC算法从术前医学影像中提取皮肤点云；然后，将皮肤点云、头面部点云数据作为输入，通过ICP算法计算得到配准矩阵。2.根据权利要求1所述的手术导航配准注册方法，其特征在于：所述配准系统还包括支架模块，用于固定所述红外结构光发射模块。3.根据权利要求1所述的手术导航配准注册方法，其特征在于：所述配准系统还包括红外反光工具，该红外反光工具相对患者头部静止；所述红外反光工具包括至少三个不共线的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，李晨迪，王沐晴，伦鹏，
申请(专利权)人：青岛大学附属医院，
类型：发明
国别省市：