一种用于手术导航的空间配准方法、装置、系统和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于手术导航的空间配准方法、装置、系统和存储介质，其中，方法包括：获取佩戴有配准装置的目标对象的CT三维数据与导航数据，配准装置设置有自有特征图案以及在自有特征图案设定邻域范围内排列的至少三个共有特征图案，共有特征图案由显影材料制成；确定自有特征图案在导航数据对应的导航坐标系中的第一空间位置，根据第一空间位置确定各共有特征图案在导航坐标系中的第二空间位置；根据各第二空间位置与共有特征图案在CT三维数据中的第三空间位置，对导航数据与CT三维数据进行配准，得到空间配准结果。解决现有的手术导航系统配准方法存在不能兼顾稳定性和操作便利性的问题，提高了手术导航系统配准的稳定性和操作便利性。稳定性和操作便利性。稳定性和操作便利性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于手术导航的空间配准方法、装置、系统和介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种用于手术导航的空间配准方法、装置、系统和介质。

技术介绍

[0002]在手术导航中，通过导航配准可以实时跟踪并引导手术器械。现有基于配准装置进行导航配准的方法，需要在出厂前对配准装置进行精确校准，操作复杂度高。而且在保存和使用过程中，如果配准装置发生变形会对配准精度产生影响。因此，导航配准的稳定性和操作便利性有待提升。综上，现有的导航配准方法存在不能兼顾稳定性和操作便利性的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种用于手术导航的空间配准方法、装置、系统和介质，以解决现有的导航空间配准方法存在不能兼顾稳定性和操作便利性的问题。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种用于手术导航的空间配准方法，该方法包括：
[0005]获取佩戴有配准装置的目标对象的CT三维数据与导航数据，配准装置被设置有自有特征图案以及在自有特征图案设定邻域范围内以设定排列规则排列的至少三个共有特征图案，共有特征图案由显影材料制成；
[0006]确定自有特征图案在导航数据对应的导航坐标系中的第一空间位置，根据第一空间位置确定各共有特征图案在导航坐标系中的第二空间位置；
[0007]根据各第二空间位置与共有特征图案在CT三维数据中的第三空间位置，对导航数据与CT三维数据进行配准，以得到用于手术导航的空间配准结果。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种装置，该装置包括：
[0009]数据获取模块，用于获取佩戴有配准装置的目标对象的CT三维数据与导航数据，配准装置被设置有自有特征图案以及在自有特征图案设定邻域范围内以设定排列规则排列的至少三个共有特征图案，共有特征图案由显影材料制成；
[0010]位置确定模块，用于确定自有特征图案在导航数据对应的导航坐标系中的第一空间位置，根据第一空间位置确定各共有特征图案在导航坐标系中的第二空间位置；
[0011]配准模块，用于根据各第二空间位置与共有特征图案在CT三维数据中的第三空间位置，对导航数据与CT三维数据进行配准，以得到用于手术导航的空间配准结果。
[0012]根据本专利技术的又一方面，提供了一种系统，该系统包括：
[0013]配准装置，被设置于目标对象的手术部位的关联部位，被配置有自有特征图案以及在自有特征图案设定邻域范围内以设定排列规则排列的至少三个共有特征图案，关联部位在手术过程中不会发生形变；
[0014]导航装置，用于获取包括所述自有特征图案与所述共有特征图案的导航数据；
[0015]至少一个处理器；以及
[0016]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0017]存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的用于手术导航的空间配准方法。
[0018]根据本专利技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例的用于手术导航的空间配准方法。
[0019]本专利技术实施例的技术方案，通过对导航数据和CT三维数据中配准装置的共有特征图案进行手术导航的空间配准，提高了导航配准的稳定性和操作便利性。
[0020]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0022]图1A是根据本专利技术实施例提供的一种手术导航系统的结构框图；
[0023]图1B是根据本专利技术实施例提供的一种配准装置的结构示意图；
[0024]图2是根据本专利技术实施例提供的一种用于手术导航的空间配准方法的流程图；
[0025]图3是根据本专利技术实施例提供的另一种用于手术导航的空间配准方法的流程图；
[0026]图4A是根据本专利技术实施例提供的一种用于手术导航的空间配准装置的结构框图；
[0027]图4B是根据本专利技术实施例提供的另一种用于手术导航的空间配准装置的结构框图；
[0028]图4C是根据本专利技术实施例提供的又一种用于手术导航的空间配准装置的结构框图；
[0029]图4D是根据本专利技术实施例提供的再一种用于手术导航的空间配准装置的结构框图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以
除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]图1A是根据本专利技术实施例提供的一种手术导航系统的结构框图，本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本专利技术的实现。
[0033]如图1A所示，该系统包括配准装置2，被设置于目标对象的手术部位的关联部位，被配置有自有特征图案以及在自有特征图案设定邻域范围内以设定排列规则排列的至少三个共有特征图案，关联部位在手术过程中不会发生形变；导航装置10，用于获取包括配准装置2的导航数据；至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等。
[0034]其中，关联部位位于目标对象的手术部位附近。示例性的，在口腔手术中，患者佩戴配准装置2，配准装置2被固定于患者某一生理状况良好的牙齿上，即该牙齿至少没有发送松动，以保证该配置装置2在CT三维数据拍摄过程中，以及手术过程中均不会因牙齿的松动而发生位置的改变。
[0035]自有特征图案是仅可被导航装置拍摄到的特征，被配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于手术导航的空间配准方法，其特征在于，包括：获取佩戴有配准装置的目标对象的CT三维数据与导航数据，所述配准装置被设置有自有特征图案以及在所述自有特征图案设定邻域范围内以设定排列规则排列的至少三个共有特征图案，所述共有特征图案由显影材料制成；确定所述自有特征图案在所述导航数据对应的导航坐标系中的第一空间位置，根据所述第一空间位置确定各所述共有特征图案在所述导航坐标系中的第二空间位置；根据各所述第二空间位置与所述共有特征图案在所述CT三维数据中的第三空间位置，对所述导航数据与所述CT三维数据进行配准，以得到用于手术导航的空间配准结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到用于手术导航的空间配准结果之后，还包括：获取包括固结特征图案的当前导航数据，以及预先创建的所述固结特征图案与所述共有特征图案之间的空间位置对应关系，其中，所述固结特征图案被设置于参考板上，所述参考板被构造成与所述配准装置相连，且在手术过程中始终可被导航装置拍摄到的；确定所述固结特征图案在导航坐标系中的第四空间位置，并根据所述空间位置对应关系和所述第四空间位置，确定目标结构在CT三维数据中的位置，所述目标结构为与所述共有特征图案在CT三维数据中位置关系已知的任一人体结构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述自有特征图案在所述导航数据对应的导航坐标系中的第一空间位置，根据所述第一空间位置确定各所述共有特征图案在所述导航坐标系中的第二空间位置，包括：识别所述自有特征图案在所述导航坐标系中的第一空间位置，根据所述第一空间位置以及所述设定邻域范围确定包含共有特征图案的邻域导航数据；根据所述邻域导航数据确定各所述共有特征图案在所述导航坐标系中的第二空间位置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述固结特征图案与所述共有特征图案间的空间位置对应关系，包括：获取包括固结特征图案与所述共有特征图案的参考导航数据；根据所述参考导航数据确定所述固结特征图案与所述共有特征图案之间的空间位置关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述配准装置与所述参考板可拆卸连接。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共有特征图案的数量大于或等于三个，且该至少三个共有特征图案被设置为绕所述自有特征图案排列。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛鸿，陈云，刘技，谷会东，章征贵，朱聪，张道文，
申请(专利权)人：苏州迪凯尔医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：