支气管镜导航方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请属于医疗领域，提出了一种支气管镜导航方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：监测虚拟支气管镜对应的虚拟支气管镜图像与由真实支气管镜采集到的真实支气管镜图像的相似度；获取所述真实支气管镜采集到的对应于所述任一分叉口的真实分叉口图像；将所述真实分叉口图像与虚拟图像集进行匹配，得到匹配结果；根据所述匹配结果，确定匹配于所述真实分叉口图像的虚拟分叉口局部图像，并根据确定出的虚拟分叉口局部图像确定所述真实支气管镜在所述真实支气管树中的真实位姿。从而在虚拟支气管镜位姿与真实支气管镜的位姿产生较大的误差时，能够快速有效的实现虚拟支气管镜图像与真实支气管镜图像同步。像与真实支气管镜图像同步。像与真实支气管镜图像同步。

【技术实现步骤摘要】
支气管镜导航方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请属于医疗领域，尤其涉及支气管镜导航方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]支气管镜是一种可以经口或鼻置入患者下呼吸道，用于做肺叶、段及亚段支气管病变的观察、活检采样、细菌学和细胞学检查，配合显示系统可进行光学导航、摄影、示教和动态记录的医疗器械。
[0003]使用支气管镜进行光学导航前，可以预先进行离线计算，根据CT数据确定虚拟三维支气管树。在实时导航开始时，将真实支气管镜位姿与虚拟支气管镜位姿调整至尽可能相同。在实时追踪过程中，真实支气管镜图像显示窗口实时显示支气管镜所采集到的气道内画面，虚拟支气管镜图像显示窗口实时显示通过渲染器渲染虚拟支气管树得到的与当前显示的真实支气管镜图像相似的虚拟支气管镜图像。但是，当真实支气管镜移动速度过快、碰壁或者其它原因可能造成真实支气管镜图像中特征较少，实时追踪的虚拟支气管镜位姿与真实支气管镜的位姿可能会产生较大的误差，虚拟支气管镜图像无法与真实值气管镜图像同步。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种支气管镜导航方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中当真实支气管镜移动速度过快、碰壁或者其它原因可能造成真实支气管镜图像中特征较少，实时追踪的虚拟支气管镜位姿与真实支气管镜的位姿可能会产生较大的误差，虚拟支气管镜图像无法与真实值气管镜图像同步的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种支气管镜导航方法，所述方法包括：
[0006]监测虚拟支气管镜对应的虚拟支气管镜图像与由真实支气管镜采集到的真实支气管镜图像的相似度；
[0007]当所述相似度小于预定的相似度阈值、且所述真实支气管镜被移动至真实支气管树的任一分叉口时，获取所述真实支气管镜采集到的对应于所述任一分叉口的真实分叉口图像；
[0008]将所述真实分叉口图像与虚拟图像集进行匹配，得到匹配结果，所述虚拟图像集包括若干虚拟分叉口局部图像；
[0009]根据所述匹配结果，确定匹配于所述真实分叉口图像的虚拟分叉口局部图像，并根据确定出的虚拟分叉口局部图像确定所述真实支气管镜在所述真实支气管树中的真实位姿，所述真实位姿被用于配准所述虚拟支气管镜与所述真实支气管镜。
[0010]结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，将所述真实分叉口图像与虚拟图像集进行匹配，得到匹配结果，包括：
[0011]确定所述虚拟图像集中对应于所述任一分叉口的匹配范围；
[0012]将所述真实分叉口图像与所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像进行匹配，得到
匹配结果。
[0013]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，确定所述虚拟图像集中对应于所述任一分叉口的匹配范围，包括：
[0014]确定在采集所述虚拟支气管镜图像时所述虚拟支气管镜在所述虚拟支气管树的当前分支；
[0015]查找所述虚拟支气管树中与所述当前分支相邻的子分支、母分支和相邻分支；
[0016]确定所述当前分支、查找到的子分支、相邻分支以及母分支对应的分叉口；
[0017]将所述虚拟图像集中与确定出的分叉口相关联的虚拟分叉口局部图像，确定为所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像。
[0018]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，将所述真实分叉口图像与所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像进行匹配，包括：
[0019]确定所述真实支气管镜的移动速度和/或所述真实支气管镜图像的特征数量，确定所述匹配范围中的虚拟分叉口局部图像与所述真实分叉口图像的匹配顺序。
[0020]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，将所述真实分叉口图像与所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像进行匹配，包括：
[0021]确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所述真实分叉口图像的相似度最高的第一虚拟分叉口局部图像；
[0022]根据相似度对多个分叉口对应的第一虚拟分叉口局部图像进行依次排序，选取预设数量的第一虚拟分叉口局部图像。
[0023]结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所述真实分叉口图像的相似度最高的第一虚拟分叉口局部图像，包括：
[0024]分别确定匹配范围中任一分叉口对应的多个初始位姿，根据所述多个初始位姿渲染得到所述任一分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集；
[0025]根据得到的任一虚拟分叉口局部图像集中的任一虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，调整所述任一虚拟分叉口局部图像的位姿；
[0026]根据调整后的位姿重新生成虚拟分叉口局部图像，以及计算重新生成的虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，根据所述相似度继续调整所述任一虚拟分叉口局部图像的位姿，直到满足预设的迭代要求，获得所述任一分叉口的初始位姿对应的调整完成的位姿；
[0027]根据任一分叉口的多个调整完成的位姿对应的虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，选择相似度最高的位姿确定第一虚拟分叉口局部图像。
[0028]结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所述真实分叉口图像的相似度最高的第一虚拟分叉口局部图像，包括：
[0029]分别确定匹配范围中的任一分叉口对应的多个初始位姿，并根据所述多个初始位姿得到所述任一分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集；
[0030]将所述真实分叉口图像与所述虚拟分叉口局部图像集所含的虚拟分叉口局部图像进行配准，将与所述真实分叉口图像相似度最高的虚拟分叉口局部图像作为所述第一虚
拟分叉口局部图像。
[0031]结合第一方面，在第一方面的第七种可能实现方式中，在导航之前，所述方法还包括：
[0032]离线计算过程：重建虚拟支气管树，确定所述虚拟支气管树的气道分支中心线和确定所述虚拟支气管树对应的虚拟图像集；
[0033]导航注册过程：在导航开始时，调整真实支气管镜的位姿和/或虚拟支气管镜的位姿，使真实支气管镜的位姿与虚拟支气管镜的位姿相同。
[0034]本申请实施例的第二方面提供了一种支气管镜导航系统，所述系统包括：
[0035]追踪准备模块，用于根据CT数据进行三维重建，得到虚拟支气管树，确定所述支气管树中的分叉口对应的虚拟图像集，并在导航开始时，通过调整所述真实支气管镜和/或虚拟支气管镜位姿，使所述真实支气管镜位姿与所述虚拟支气管镜位姿相同，其中，所述虚拟图像集包括若干虚拟分叉口局部图像；
[0036]实时追踪模块，用于在导航过程中，实时获取所述真实支气管镜采集到的真实支气管镜图像以及虚拟支气管镜对应的虚拟支气管镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支气管镜导航方法，其特征在于，所述方法包括：监测虚拟支气管镜对应的虚拟支气管镜图像与由真实支气管镜采集到的真实支气管镜图像的相似度；当所述相似度小于预定的相似度阈值、且所述真实支气管镜被移动至真实支气管树的任一分叉口时，获取所述真实支气管镜采集到的对应于所述任一分叉口的真实分叉口图像；将所述真实分叉口图像与虚拟图像集进行匹配，得到匹配结果，所述虚拟图像集包括若干虚拟分叉口局部图像；根据所述匹配结果，确定匹配于所述真实分叉口图像的虚拟分叉口局部图像，并根据确定出的虚拟分叉口局部图像确定所述真实支气管镜在所述真实支气管树中的真实位姿，所述真实位姿被用于配准所述虚拟支气管镜与所述真实支气管镜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述真实分叉口图像与虚拟图像集进行匹配，得到匹配结果，包括：确定所述虚拟图像集中对应于所述任一分叉口的匹配范围；将所述真实分叉口图像与所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像进行匹配，得到匹配结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述虚拟图像集中对应于所述任一分叉口的匹配范围，包括：确定在采集所述虚拟支气管镜图像时所述虚拟支气管镜在所述虚拟支气管树的当前分支；查找所述虚拟支气管树中与所述当前分支相邻的子分支、母分支和相邻分支；确定所述当前分支、查找到的子分支、相邻分支以及母分支对应的分叉口；将所述虚拟图像集中，与确定出的分叉口相关联的虚拟分叉口局部图像，确定为所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述真实分叉口图像与所述匹配范围内的虚拟分叉口局部图像进行匹配，包括：确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所述真实分叉口图像的相似度最高的第一虚拟分叉口局部图像；根据相似度对多个分叉口对应的第一虚拟分叉口局部图像进行依次排序，选取预设数量的第一虚拟分叉口局部图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所述真实分叉口图像的相似度最高的第一虚拟分叉口局部图像，包括：分别确定匹配范围中任一分叉口对应的多个初始位姿，根据所述多个初始位姿渲染得到所述任一分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集；根据得到的任一虚拟分叉口局部图像集中的任一虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，调整所述任一虚拟分叉口局部图像的位姿；根据调整后的位姿重新生成虚拟分叉口局部图像，以及计算重新生成的虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，根据所述相似度继续调整所述任一虚拟分叉口局部图
像的位姿，直到满足预设的迭代要求，获得所述任一分叉口的初始位姿对应的调整完成的位姿；根据任一分叉口的多个调整完成的位姿对应的虚拟分叉口局部图像与真实分叉口图像的相似度，选择相似度最高的位姿确定第一虚拟分叉口局部图像。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述匹配范围中每个分叉口对应的虚拟分叉口局部图像集中的虚拟分叉口局部图像，与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈日清，刘润南，徐宏，余坤璋，张欢，李楠宇，
申请(专利权)人：杭州堃博生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：