【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
1.专利
本专利技术大体上涉及用于将虚拟患者模型与真实患者的视频图像对齐，以及用于在微创外科手术过程期间在腹腔镜环境中提供连续运动跟踪对齐的方法。2.相关技术的描述微创外科手术(mis)已在许多胸部和腹部外科手术过程中得到应用。在mis过程期间，医生通常使用内窥镜提供人体内部解剖结构的实时2d视图，以用于外科手术引导。然而，这种观测仪器(scope)仅提供有限的视场，这进而导致医生需要长的学习曲线来综合地将2d视频信息与术前3d计划模型进行关联，以便对感兴趣的区域进行操作。为了解决这些缺陷，已经开发了图像引导系统(igs)，以有效地将3d虚拟模型和外科手术计划叠加到2d视频图像上，并在外科手术过程期间连续地在3d虚拟患者空间中准确定位腹腔镜相机(即找到腹腔镜相机的位置和取向)。由于例如快速的内窥镜移动或模糊的内窥镜图像等导致的复杂性，医生通常不得不完全依赖手动操作来建立术前3d模型和2d术中视频图像之间的初始对齐。然而，这种交互式过程可能会很漫长，并会干扰外科手术干预。如果该过程要求用户手动选取2d视频图像和虚拟患者空间中的3d模型之间的多对对应标志(landmark)，则情况尤其如此。该过程还可能要求复杂的鼠标和键盘操纵，以便调整3d虚拟结构和2d图像之间的转换。由于变换有6个自由度(dof)，使用基于鼠标的控制来修改这种变换可导致高灵敏度，因此并不是一项简单的任务。因此，需要提供一种有效方法，以用于对齐术前3d虚拟模型与2d患者图像，并在3d虚拟模型和实时腹腔镜图像之间提供运动跟踪对齐。
技术介绍
技术
1、本文公开的教导涉及用于信息管理的方法、系统和编程。更具体地，本教导涉及与哈希(hash)表和使用哈希表的存储管理有关的方法、系统和编程。
2、在一个示例中，公开了一种用于估计3d虚拟模型的3d坐标的方法，所述方法在具有至少一个处理器、存储器和能够连接到网络的通信平台的机器上实现。获得两对特征点。所述对中的每一对包括在医疗过程期间获取的2d图像中观察到的器官上的相应2d特征点、以及来自3d虚拟模型的相应的对应3d特征点，该3d虚拟模型是在该过程之前基于器官的多个图像为器官构建的。第一3d特征点和第二3d特征点具有不同的深度。基于特征点对来确定3d特征点的3d坐标，使得3d虚拟模型从3d坐标的投影基本上匹配在2d图像中观察到的器官。
3、在不同的示例中，公开了一种用于估计3d虚拟模型的3d坐标的系统。所公开的系统被构建为包括解剖结构网格生成单元和基于一个标记的模型到视频对齐单元。这些不同的单元根据所公开的过程一起操作，所述过程用于通过以下来估计3d虚拟模型的3d坐标：确定3d虚拟模型的3d坐标，使得3d虚拟模型从3d坐标的投影基本上匹配在2d图像中观察到的器官。
4、其他概念涉及用于实现本教导的软件。根据该概念的软件产品包括至少一个机器可读非瞬态介质以及由该介质携带的信息。由该介质携带的信息可以是可执行程序代码数据、与可执行程序代码相关联的参数和/或与用户、请求、内容或其他附加信息相关的信息。
5、另一示例是机器可读、非瞬态且有形的介质，其上记录有用于估计3d虚拟模型的3d坐标的信息。该信息在被机器读取时，使得该机器执行以下步骤。获得两对特征点。所述对中的每一对包括在医疗过程期间获取的2d图像中观察到的器官上的相应2d特征点、以及来自3d虚拟模型的相应的对应3d特征点，该3d虚拟模型是在该过程之前基于器官的多个图像为器官构建的。第一3d特征点和第二3d特征点具有不同的深度。基于特征点对来确定3d特征点的3d坐标，使得3d虚拟模型从3d坐标的投影基本上匹配在2d图像中观察到的器官。
6、附加的优点和新颖的特征的一部分将在下面的描述中阐述，并且一部分将在审查以下内容和附图后对本领域技术人员而言显而易见，或可通过示例的生产或操作来学习。可通过实践或使用下文讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得本教导的优点。
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1.一种用于估计三维(3D)虚拟模型的3D坐标的方法，所述方法在至少一个处理器、存储器和通信平台上实现，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述3D虚拟模型具有另外三个自由度，所述另外三个自由度与所述3D虚拟模型相对于X轴、Y轴和Z轴中的每一个轴的旋转相关。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述视线形成在所述第一2D特征点和与在所述医疗过程中部署的医疗仪器相关联的相机的焦点之间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一3D特征点的所述3D坐标是基于以下确定的：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，与所述深度Z相对应的所述缩放因子的确定包括：
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括经由以下确定所述另外三个自由度：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，选择步骤由用户经由以下各项中的至少一项进行：
9.一种机器可读且非瞬态的介质，其上记录有信息，所述信息用于估计三维(3D)虚拟模型的3D坐标，其中所述信息在
10.如权利要求9所述的介质，其特征在于
11.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述3D虚拟模型具有另外三个自由度，所述另外三个自由度与所述3D虚拟模型相对于X轴、Y轴和Z轴中的每一个轴的旋转相关。
12.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述视线形成在所述第一2D特征点和与在所述医疗过程中部署的医疗仪器相关联的相机的焦点之间。
13.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述第一3D特征点的所述3D坐标是基于以下确定的：
14.如权利要求13所述的介质，其特征在于，与所述深度Z相对应的所述缩放因子的确定包括：
15.如权利要求11所述的介质，其特征在于，所述信息在由所述机器读取时，进一步使得所述机器执行经由以下来确定所述另外三个自由度的步骤：
16.如权利要求15所述的介质，其特征在于，选择步骤由用户经由以下各项中的至少一项进行：
17.一种用于估计三维(3D)虚拟模型的3D坐标的系统，所述系统包括：
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一3D特征点在视线上，所述视线形成在所述第一2D特征点和与在所述医疗过程中部署的医疗仪器相关联的相机的焦点之间。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述基于一个标记的模型到视频对齐单元被配置成用于基于以下来确定所述第一3D特征点的所述3D坐标：
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述基于一个标记的模型到视频对齐单元被配置成用于通过以下来确定与所述深度Z相对应的所述缩放因子：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于估计三维(3d)虚拟模型的3d坐标的方法，所述方法在至少一个处理器、存储器和通信平台上实现，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述3d虚拟模型具有另外三个自由度，所述另外三个自由度与所述3d虚拟模型相对于x轴、y轴和z轴中的每一个轴的旋转相关。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述视线形成在所述第一2d特征点和与在所述医疗过程中部署的医疗仪器相关联的相机的焦点之间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一3d特征点的所述3d坐标是基于以下确定的：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，与所述深度z相对应的所述缩放因子的确定包括：
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括经由以下确定所述另外三个自由度：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，选择步骤由用户经由以下各项中的至少一项进行：
9.一种机器可读且非瞬态的介质，其上记录有信息，所述信息用于估计三维(3d)虚拟模型的3d坐标，其中所述信息在被所述机器读取时，使得所述机器执行以下步骤：
10.如权利要求9所述的介质，其特征在于
11.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述3d虚拟模型具有另外三个自由度，所述另外三个自由度与所述3d虚拟模型...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧晓南，魏国庆，梁正中，范黎，曾小兰，钱建中，
申请(专利权)人：医达科技公司，
类型：发明
国别省市：
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