【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种自动注册方法、手术导航系统、手术机器人系统。
技术介绍
1、手术导航是将病人术前或术中影像数据和真实患者的组织结构准确对应，辅助术中跟踪手术器械的位置，将手术器械的位置在病人医学影像上更新显示，或者用于将手术规划内容映射至真实空间，为医生提供位置信息引导，使外科手术更快速、更精确、更安全。
2、注册是将手术导航系统所在的真实空间与医学影像空间建立转换关系的过程，注册是手术导航系统开展工作的基础。通过骨钉进行注册是精度最高的注册方式，通常通过探针依次点选真实空间中至少3个骨钉的空间位置，然后与医学影像模型中对应的骨钉模型进行配准，此过程一般给医学影像模型中的骨钉设置了序号，然后对模型中每一序号的骨钉分别采集其在真实空间的位置，因此，医生在注册过程中需要观察对比患者骨钉和模型骨钉的位置，保障二者一一对应，该方式导致注册过程缓慢，花费较多时间。
3、为了解决或部分解决以上问题，本专利技术提出了一种自动注册方法、手术导航系统、手术机器人系统。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种自动注册方法、手术导航系统、手术机器人系统，用以解决现有技术中采集骨钉位置较为繁琐的缺陷，提升注册效率。
2、本专利技术提供的一种自动注册方法，包括：
3、获取医学影像模型中的m个注册标记点的编号；其中，m≥3，m为整数；
4、获取世界坐标系下的n个注册标记点；其中，n≥3，n为整数；
5、从模型坐标系及
6、根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系。
7、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
8、将最小的注册标记点误差对应的变换矩阵确定为第一变换矩阵；
9、将计算所述最小的注册标记点误差时采用的点对确定为所述正确的点对配对关系。
10、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系包括：
11、根据所述正确的点对配对关系，从k个点对中取出p个点对重新计算变换矩阵，并计算相应变换矩阵下k个点对的注册标记点误差，其中，p在区间[3，k-1]中遍历；
12、将最小的注册标记点误差对应的变换矩阵确定为第二变换矩阵。
13、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系包括：
14、根据所述正确的点对配对关系，从k个点对中取出p个点对重新计算变换矩阵，并计算相应变换矩阵下剔除误差最大的点对后剩余(k-1)个点对的注册标记点误差，其中，p在区间[3，k-1]中遍历；
15、将最小的注册标记点误差对应的变换矩阵确定为最终的变换矩阵。
16、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，方法还包括：
17、将所述误差最大的点对和/或其误差数值通过显示设备进行提示。
18、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，获取医学影像模型中的m个注册标记点的编号；其中，m≥3，m为整数；
19、获取世界坐标系下的n个注册标记点；其中，n≥3，n为整数；
20、从模型坐标系及所述世界坐标系下的注册标记点中分别按所有的可能性选出k个进行配对，计算各配对关系下的变换矩阵及注册标记点误差；3≤k＜min(m，n)；
21、根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系。
22、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
23、将最小的注册标记点误差对应的变换矩阵确定为第三变换矩阵；
24、根据所述第三变换矩阵确定所述正确的点对配对关系。
25、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：
26、根据所述正确的点对配对关系，重新计算得到min(m，n)组点对的第四变换矩阵。
27、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：
28、根据所述正确的点对配对关系，计算p组点对的注册标记点误差；其中，p遍历3≤p≤min(m，n)；
29、将上述遍历过程中最小的注册标记点误差对应的变换矩阵确定为第五变换矩阵。
30、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，方法还包括：
31、选取所述世界坐标系下的至少一个未用于注册的特征点，验证注册过程的精度。
32、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，方法还包括：
33、确定出误差最大的点对，并通过显示设备进行提示。
34、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，所述获取世界坐标系下的n个注册标记点之后，方法还包括：
35、判断所述世界坐标系下的n个注册标记点是否为对应于所述医学影像模型中各注册标记点的有序点；
36、若是，则根据有序点的顺序，直接将所述世界坐标系下的n个注册标记点与所述医学影像模型中的m个注册标记点配对；
37、若否，则执行所述从模型坐标系及所述世界坐标系下的注册标记点中分别选出的k个进行配对，计算各配对关系下的变换矩阵及注册标记点误差的步骤。
38、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，所述从模型坐标系及所述世界坐标系下的注册标记点中分别按所有的可能性选出k个，包括：
39、为模型坐标系或世界坐标系中的各注册标记点分别添加状态变量；所述状态变量表示“选中”状态或“未选中”状态；
40、生成初始状态序列；其中，所述初始状态序列的一端为连续k个“选中”状态，其余为“未选中”状态；
41、基于所述初始状态序列，通过二进制移位的方式生成多种状态序列，每一种状态序列对应了一种选取k个注册标记点的方式。
42、根据本专利技术提供的一种自动注册方法，所述二进制移位包括；
43、步骤1、基于所述初始状态序列，确定变量i，i为所述初始状态序列中最后出现“1”的位序；
44、步骤2、在前i+1位中，逐步将左邻的“1”与右邻的“0”交换位置，得到一系列状态序列，完成此轮移位；
45、步骤3、将前i位所有的“1”向左移动，将第i位右侧的“1”逐步向右移动得到一系列状态序列；
46、步骤4、在步骤3得到的每一状态序列的基础上，在前i位中，逐步将左邻的“1”与右邻的“0”交换位置，得到一系列状态序列；
47、步骤5、将变量i数值减1，再次执行步骤3、4，直至i＝1。
48、根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动注册方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
3.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
4.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
5.根据权利要求4所述的自动注册方法，其特征在于，方法还包括：
6.一种自动注册方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
8.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：
9.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：p>
10.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，方法还包括：
11.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，方法还包括：
12.根据权利要求1或6所述的自动注册方法，其特征在于，所述获取世界坐标系下的n个注册标记点之后，方法还包括：
13.根据权利要求1或6所述的自动注册方法，其特征在于，所述从模型坐标系及所述世界坐标系下的注册标记点中分别按所有的可能性选出k个，包括：
14.根据权利要求13所述的自动注册方法，其特征在于，所述二进制移位包括；
15.根据权利要求1或6所述的自动注册方法，其特征在于，从模型坐标系及所述世界坐标系下的注册标记点中分别按所有的可能性选出k个进行配对，包括：
16.根据权利要求15所述的自动注册方法，其特征在于，
17.一种手术导航系统，其特征在于，包括：探针，主机；
18.根据权利要求16所述的手术导航系统，其特征在于，还包括追踪装置，用于追踪所述探针的空间位置。
19.一种手术机器人系统，其特征在于，其特征在于，包括：权利要求17所述的手术导航系统，以及机械臂；
20.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行指令，其特征在于，所述指令在被执行时用于实现如权利要求1-16任一项所述自动注册方法的全部或部分步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种自动注册方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
3.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
4.根据权利要求1所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
5.根据权利要求4所述的自动注册方法，其特征在于，方法还包括：
6.一种自动注册方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系，包括：
8.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：
9.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，在所述根据各配对关系下的注册标记点误差，确定正确的点对配对关系之后，方法还包括：
10.根据权利要求6所述的自动注册方法，其特征在于，方法还包括：
11.根据权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员：旷雅唯，刘文博，
申请(专利权)人：华科精准北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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