三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质，涉及图像处理技术领域。该方法包括获取表面粘贴有定位标签的患者指定区域的三维扫描图像；建立医学影像坐标系，确定出定位标签在医学影像坐标系中的第一坐标；获取手术导航系统中定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标；基于定位标签在医学影像坐标系中的第一坐标和定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出医学影像坐标系中的坐标转换为手术导航坐标系中坐标的转换矩阵；基于转换矩阵，将三维扫描图像展示在手术导航坐标系中。本发明专利技术公开的三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质可对手术器械进行准确定位的同时，避免多次CT扫描。避免多次CT扫描。避免多次CT扫描。

【技术实现步骤摘要】
三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]在外科手术中，常常需要将手术器械送至肉眼所不能看见的病灶部位，如穿刺手术中需要将穿刺针穿刺到指定的部位，为确保手术安全顺利完成，需要对手术器械进行准确定位。
[0003]现有技术中，较常用的方式是通过对患者的病灶部位拍摄电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）图像，在将手术器械送至病灶部位的过程中，每隔一定距离进行一次CT扫描，并根据CT扫描结果校正手术器械。然而，采用这样的方式需要患者接收多次CT扫描，患者接受辐射较大，对患者的健康造成威胁。
[0004]因此，如何提供一种有效的方案，以便在对手术器械准确定位的同时，减少患者所收到的辐射已成为现有技术中一亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种三维实时图像的追踪方法、装置及存储介质，用以解决现有技术中存在的上述问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种三维实时图像的追踪方法，包括：获取表面粘贴有定位标签的患者指定区域的三维扫描图像；建立医学影像坐标系，确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标；获取手术导航系统中所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标；基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的转换矩阵；基于所述转换矩阵，将所述三维扫描图像展示在所述手术导航坐标系中，以便在手术过程中根据手术器械在所述手术导航坐标系中的实时坐标和所述三维扫描图像在所述手术导航坐标系中的坐标，生成手术过程中的三维实时图像并对生成的三维实时图像进行追踪。
[0007]基于上述公开的内容，本专利技术通过获取表面粘贴有定位标签的患者指定区域的三维扫描图像；建立医学影像坐标系，确定出定位标签在医学影像坐标系中的第一坐标；获取手术导航系统中定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标；基于定位标签在医学影像坐标系中的第一坐标和定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出医学影像坐标系中的坐标转换为手术导航坐标系中坐标的转换矩阵；最后基于转换矩阵，将三维扫描图像展示
在手术导航坐标系中，以便在手术过程中根据手术器械在所述手术导航坐标系中的实时坐标和三维扫描图像在手术导航坐标系中的坐标，生成手术过程中的三维实时图像并对生成的三维实时图像进行追踪。如此，可通过定位标签在医学影像坐标系中的坐标和在手术导航坐标系中的坐标，确定出将三维扫描图像展示在手术导航坐标系中的转换矩阵，从而可将三维扫描图像展示在手术导航坐标系中，进而可在手术过程中对手术器械进行准确定位的同时，避免由于多次CT扫描导致患者接受辐射过大的情况，在保障手术能够安全顺利完成的同时，避免对患者的健康造成威胁。
[0008]通过上述的设计，本专利技术可在手术过程中对手术器械进行准确定位的同时，避免由于多次CT扫描导致患者接受辐射过大的情况，在保障手术能够安全顺利完成的同时，避免对患者的健康造成威胁。
[0009]在一个可能的设计中，所述获取手术导航系统中所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，包括：获取将所述手术器械移动至所述定位标签所在位置时所述手术器械在所述手术导航坐标系中的坐标，得到所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标。
[0010]在一个可能的设计中，所述基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的转换矩阵，包括：基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，通过迭代最近点算法确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的旋转矩阵和平移矩阵。
[0011]在一个可能的设计中，所述确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标，包括：通过轮廓识别，识别出所述三维扫描图像中与所述定位标签对应的标签图像；基于所述标签图像在医学影像坐标系中的坐标，得到所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标。
[0012]在一个可能的设计中，所述定位标签为圆球形，所述确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标，包括：将所述三维扫描图像在所述医学影像坐标系中相互垂直的三个坐标面上进行投影，得到三个投影图像；识别出每个投影图像中与所述定位标签匹配的目标区域；基于每个投影图像中的目标区域中所对应的坐标，确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标。
[0013]在一个可能的设计中，所述三维扫描图像为电子计算机断层扫描图像或核磁共振图像。
[0014]在一个可能的设计中，所述定位标签上设置有内凹的二维码，所述二维码的凹陷程度沿二维码边缘至二维码中心方向渐变增加。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种三维实时图像的追踪装置，用于实现第一方面或第一方面任一可能设计所述三维实时图像的追踪方法，包括：获取单元，用于获取表面粘贴有定位标签的患者指定区域的三维扫描图像；
建立单元，用于建立医学影像坐标系；确定单元，用于确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标；所述获取单元还用于获取手术导航系统中所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标；所述确定单元还用于基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的转换矩阵；展示单元，用于基于所述转换矩阵，将所述三维扫描图像展示在所述手术导航坐标系中，以便在手术过程中根据手术器械在所述手术导航坐标系中的实时坐标和所述三维扫描图像在所述手术导航坐标系中的坐标，生成手术过程中的三维实时图像并对生成的三维实时图像进行追踪。
[0016]第三方面，本专利技术提供了一种三维实时图像的追踪装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如上述第一方面所述的三维实时图像的追踪方法。
[0017]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行第一方面所述的三维实时图像的追踪方法。
[0018]第五方面，本专利技术提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的三维实时图像的追踪方法。
[0019]有益效果：本专利技术可在手术过程中对手术器械进行准确定位的同时，避免出现由于多次CT扫描导致患者接受辐射过大的情况，在保障手术能够安全顺利完成的同时，避免对患者的健康造成威胁，便于实际应用和推广。
附图说明
[0020]图1为本申请实施例提供的三维实时图像的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维实时图像的追踪方法，其特征在于，包括：获取表面粘贴有定位标签的患者指定区域的三维扫描图像；建立医学影像坐标系，确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标；获取手术导航系统中所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标；基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的转换矩阵；基于所述转换矩阵，将所述三维扫描图像展示在所述手术导航坐标系中，以便在手术过程中根据手术器械在所述手术导航坐标系中的实时坐标和所述三维扫描图像在所述手术导航坐标系中的坐标，生成手术过程中的三维实时图像并对生成的三维实时图像进行追踪。2.根据权利要求1所述的三维实时图像的追踪方法，其特征在于，所述获取手术导航系统中所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，包括：获取将所述手术器械移动至所述定位标签所在位置时所述手术器械在所述手术导航坐标系中的坐标，得到所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标。3.根据权利要求1所述的三维实时图像的追踪方法，其特征在于，所述基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的转换矩阵，包括：基于所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标和所述定位标签在手术导航坐标系中的第二坐标，通过迭代最近点算法确定出所述医学影像坐标系中的坐标转换为所述手术导航坐标系中坐标的旋转矩阵和平移矩阵。4.根据权利要求1所述的三维实时图像的追踪方法，其特征在于，所述确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标，包括：通过轮廓识别，识别出所述三维扫描图像中与所述定位标签对应的标签图像；基于所述标签图像在医学影像坐标系中的坐标，得到所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标。5.根据权利要求1所述的三维实时图像的追踪方法，其特征在于，所述定位标签为圆球形，所述确定出所述定位标签在所述医学影像坐标系中的第一坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩，黄立维，朱照琨，张冬海，
申请(专利权)人：成都寻创信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：