配准方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种配准方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：根据目标对象的医学影像获取术前支气管点云点集，在术前支气管点云点集中确定术前参考位置；在支气管镜手术过程中，获取术中支气管点云点集，在术中支气管点云点集中确定与术前参考位置对应的术中参考位置；根据术前参考位置和术中参考位置之间的转换关系，确定初始变换矩阵；根据初始变换矩阵对术中支气管点云点集进行变换，得到修正支气管点云点集，根据修正支气管点云点集和术前支气管点云点集之间的转换关系，确定修正变换矩阵；根据初始变换矩阵和修正变换矩阵，确定最终用于配准的目标变换矩阵。采用本方法能够大大提高了支气管结构的配准精度。方法能够大大提高了支气管结构的配准精度。方法能够大大提高了支气管结构的配准精度。

【技术实现步骤摘要】
配准方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本申请涉及计算机
，特别是涉及一种配准方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]支气管镜检查是将细长的支气管镜经口或鼻置入患者的下呼吸道，即经过声门进入气管和支气管以及更远端，直接观察气管和支气管的病变，并根据病变进行相应的检查和治疗。广义上包括经支气管镜病灶活检、支气管粘膜活检、经支气管镜透壁肺活检(Transbronchial LungBiopsy,TBLB)及经支气管镜针吸活检(Transbronchial Needle Aspiration,TBNA)。大多数肺部及气道疾病，如肿瘤、间质性肺病、肉芽肿性疾病以及某些感染性疾病需要通过经支气管镜活检术来确定诊断，这是最常用的一项检查项目。支导管头部可弯曲，且固定有图像采集装置。医生手持支导管，通过图像实时观察支气管内的情况，控制支导管伸缩或弯曲，到达目标位置后进行检查和治疗。支气管结构复杂，分支众多，越接近末端，控制支导管的难度越高，手术风险越大。
[0003]当前一种常用的支气管结构配准是通过术前在患者支气管三维医学影像选取若干特征点，术中医生操作导管到达相应位置获取其在术中传感器所处坐标系下的坐标，从而建立术中传感器所处坐标系与术前患者三维医学影像坐标系的映射关系。通过手动选取特征点进行配准的方法高度依赖操作者术中选取特征点的准确性，通常很难选取与术前确定的特征点完全一致的位置，从而导致较大的配准误差。
[0004]目前的支气管结构配准方式，存在配准精确程度不高的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高配准精度的配准方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供了一种配准方法。所述方法包括：
[0007]根据目标对象的医学影像获取术前支气管点云点集，在术前支气管点云点集中确定术前参考位置；术前支气管点云点集用于表征目标对象中心线；
[0008]在支气管镜手术过程中，通过导管在目标对象中移动，获取术中支气管点云点集，在术中支气管点云点集中确定与术前参考位置对应的术中参考位置；
[0009]根据术前参考位置和术中参考位置之间的转换关系，确定初始变换矩阵；
[0010]根据初始变换矩阵对术中支气管点云点集进行变换，得到修正支气管点云点集，根据修正支气管点云点集和术前支气管点云点集之间的转换关系，确定修正变换矩阵；
[0011]根据初始变换矩阵和修正变换矩阵，确定目标变换矩阵，基于目标变换矩阵，将术中支气管点云点集和术前支气管点云点集进行配准。
[0012]在其中一个实施例中，医学影像为目标对象的胸部三维影像；根据目标对象的医学影像获取术前支气管点云点集，包括：
[0013]根据胸部三维影像，确定目标对象中心线；
[0014]根据支气管中心线确定待配准点云结构；
[0015]根据待配准点云结构获取术前支气管点云点集。
[0016]在其中一个实施例中，在术前支气管点云点集中确定术前参考位置，包括：
[0017]在支气管中心线中，确定术前主气道分叉节点、术前左二级分叉节点和术前右二级分叉节点；
[0018]将术前主气道分叉节点、术前左二级分叉节点和术前右二级分叉节点在术前支气管点云点集中的位置，作为术前参考位置。
[0019]在其中一个实施例中，导管上设有传感器；通过导管在目标对象中移动，获取术中支气管点云点集，包括：
[0020]基于目标对象的头、脚，左、右四个方位，采用传感器确定头方位标定点、脚方位标定点、左方位标定点和右方位标定点；
[0021]在导管在目标对象中移动过程中，通过传感器持续获取定位数据，并根据定位数据确定采集点；
[0022]根据采集点的采集顺序，获取表征支气管主气道的支气管主气道点集；
[0023]根据支气管主气道点集、左方位标定点和右方位标定点，获取表征左主支气管的左主支气管点集以及表征右主支气管的右主支气管点集；
[0024]根据左主支气管点集、头方位标定点和脚方位标定点，获取表征左上肺的左上肺点集和表征左下肺的左下肺点集，以及根据右主支气管点集、头方位标定点和脚方位标定点，获取表征右上肺的右上肺点集和表征右下肺的右下肺点集；
[0025]根据支气管主气道点集、左主支气管点集、右主支气管点集、左上肺点集、左下肺点集、右上肺点集和右下肺点集，获取术中支气管点云点集。
[0026]在其中一个实施例中，根据支气管主气道点集、左方位标定点和右方位标定点，获取表征左主支气管的左主支气管点集以及表征右主支气管的右主支气管点集，包括：
[0027]根据支气管主气道点集获取支气管主气道中心线；
[0028]根据支气管主气道中心线和左方位标定点，获取表征左肺的左肺点集，以及根据支气管主气道中心线和右方位标定点，获取表征右肺的右肺点集；
[0029]根据左肺点集中的采集点的采集顺序，从左肺点集中获取左主支气管点集，以及根据右肺点集中的采集点的采集顺序，从右肺点集中获取右主支气管点集。
[0030]在其中一个实施例中，根据左主支气管点集、头方位标定点和脚方位标定点，获取表征左上肺的左上肺点集和表征左下肺的左下肺点集，包括：
[0031]根据左主支气管点集获取左主支气管中心线；
[0032]根据左主支气管中心线和头方位标定点，从左肺点集中获取表征左上肺的左上肺点集，以及根据左主支气管中心线和脚方位标定点，从左肺点集中获取表征左下肺的左下肺点集；
[0033]相应的，根据右主支气管点集、头方位标定点和脚方位标定点，获取表征右上肺的右上肺点集和表征右下肺的右下肺点集，包括：
[0034]根据右主支气管点集获取右主支气管中心线；
[0035]根据右主支气管中心线和头方位标定点，从右肺点集中获取表征右上肺的右上肺
点集，以及根据右主支气管中心线和脚方位标定点，从右肺点集中获取表征右下肺的右下肺点集。
[0036]在其中一个实施例中，在术中支气管点云点集中确定与术前参考位置对应的术中参考位置，包括：
[0037]根据支气管主气道中心线、左主支气管中心线和右主支气管中心线，在术前支气管点云点集中确定术中主气道分叉节点；
[0038]根据左上肺点集中的采集点的采集顺序，根据左上肺点集获取左上肺中心线，以及根据左下肺点集中的采集点的采集顺序，根据左下肺点集获取左下肺中心线；
[0039]根据右上肺点集中的采集点的采集顺序，根据右上肺点集获取右上肺中心线，以及根据右下肺点集中的采集点的采集顺序，根据右下肺点集获取右下肺中心线；
[0040]根据左主支气管中心线、左上肺中心线和左下肺中心线，在术前支气管点云点集中确定术中左二级分叉节点；
[0041]根据右主支气管中心线、右上肺中心线和右下肺中心线，在术前支气管点云点集中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配准装置，其特征在于，所述装置包括：术前定位模块，用于获取目标对象点云点集，在所述目标对象点云点集中确定目标参考位置和用于表征目标对象的目标中心线；术中定位模块，用于通过导管在所述目标对象中移动，采集导管运动点云点集，在所述导管运动点云点集中确定与所述目标参考位置对应的导管参考位置；第一计算模块，用于根据所述目标参考位置和所述导管参考位置之间的转换关系，确定初始变换矩阵；矩阵变换模块，用于根据所述初始变换矩阵对所述导管运动点云点集进行变换，得到修正运动点云点集，根据所述修正运动点云点集和所述目标对象点云点集之间的转换关系，确定修正变换矩阵；第二计算模块，用于根据所述初始变换矩阵和所述修正变换矩阵，确定目标变换矩阵，基于所述目标变换矩阵，将所述导管运动点云点集和所述目标对象点云点集进行配准，并根据配准进度生成相应的反馈信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述术前定位模块还用于在所述目标中心线中，确定所述目标对象中各子区域对应的子区域目标中心线，所述目标对象包括至少一个子区域；根据各子区域目标中心线之间的交点，得到所述目标参考位置。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导管上设有传感器；所述术中定位模块还用于采用所述传感器确定所述目标对象的至少一个方位标定点；在所述导管在所述目标对象中移动的过程中，通过所述传感器持续获取定位数据，并根据所述定位数据确定采集点；根据所述采集点的采集顺序，采集表征所述目标对象中各子区域的子区域点云点集；根据所述至少一个方位标定点，确定各子区域相对所述目标对象的位置关系；根据各子区域相对所述目标对象的位置关系，以及各子区域对应的子区域点云点集，得到所述导管运动点云点集。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述术中定位模块还用于在所述导管运动点云点集中，确定各子区域点云点集的子区域运动中心线；根据各子区域运动中心线之间的交点，得到所述导管参考位置。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于根据所述采集点的采集顺序，基于所述目标变换矩阵，依次将各子区域点云点集和所述目标对象点云点集中的相应区域点云点集进行配准；在一个子区域点云点集和所述目标对象点云点集中配准后，生成相应子区域的区域配准反馈信息；在最后一个子区域点云点集和所述目标对象点云点集中配准后，生成所述目标对象的配准完成反馈信息；所述第二计算模块还用于将所述初始变换矩阵左乘所述修正变换矩阵，得到所述目标变换矩阵。6.一种配准方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标对象点云点集，在所述目标对象点云点集中确定目标参考位置和用于表征目标对象的目标中心线；通过导管在所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：