光谱三维定位识别系统技术方案

本申请提供了一种光谱三维定位识别系统以及方法，包括：广谱光源，用于产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备，用于采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同组的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像，所述成像窄波段的数量在100以上；处理系统，用于根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备，用于将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。

【技术实现步骤摘要】
光谱三维定位识别系统
本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种光谱三维定位识别系统。
技术介绍
随着公众对健康的重视度越来越高及医疗水平的不断提升，外科手术也越来越常见。在外科手术中，手术的成功率以及效果与手术的精确度紧密相关，传统手术都是依靠医生的经验，对手术工具以及病变位置进行目视判断，精确度不高，而且对医生的要求也很高。但是，如何提高外科手术的精度，是至今尚未解决的一个难题。
技术实现思路
本申请提供了一种光谱三维定位识别系统，能够有效地提高外科手术的精度。第一方面，提供了一种光谱三维定位识别系统，包括：广谱光源，用于产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备，用于采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同组的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像，所述成像窄波段的数量在100以上；处理系统，用于根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备，用于将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。可选地，所述手术区域包括：病变部位、手术工具和手术标记，处理系统还用于根据所述多组窄波段光谱图像将所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记进行定位和分割从而得到定位分割结果，从而根据定位分割结果确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置；并且，根据所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置进行坐标转换，从而实现三维图像的重构。可选地，所述手术工具中设置有陀螺仪，加速度计，距离传感器中的一个或者多个；处理系统还用于接收所述手术工具发送的位置信息，其中，所述位置信息是根据所述陀螺仪，所述加速度计和所述距离传感器中的一个或者多个采集到的位置数据计算得到的；结合所述定位分割结果以及所述位置信息确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置。可选地，所述处理系统还用于根据所述多组窄波段光谱图像确定所述手术工具的匹配点；根据所述手术工具的匹配点和第一关系确定所述手术工具的位置信息以及姿态角，其中，所述第一关系为所述手术工具的匹配点和所述手术工具的三维模型的立体关系。可选地，处理系统还用于确定所述手术工具的切入深度是否大于第一阈值或者小于第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；在所述手术工具的切入深度大于第一阈值或者小于第二阈值的情况下，发出提示信息。第二方面，提供了一种光谱三维定位识别方法，包括如下步骤：广谱光源产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同组的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像，所述成像窄波段的数量在100以上；处理系统根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。可选地，所述手术区域包括：手术部位、手术工具和手术标记，所述处理系统根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像，包括：处理系统根据所述多组窄波段光谱图像将所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记进行定位和分割从而得到定位分割结果，从而根据定位分割结果确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置；并且，根据所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置进行坐标转换，从而实现三维图像的重构。可选地，所述手术工具中设置有陀螺仪，加速度计，距离传感器中的一个或者多个；所述方法还包括：处理系统接收所述手术工具发送的位置信息，其中，所述位置信息是根据所述陀螺仪，所述加速度计和所述距离传感器中的一个或者多个采集到的位置数据计算得到的；所述处理系统根据定位分割结果确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置，包括：所述处理系统结合所述定位分割结果以及所述位置信息确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置。可选地，所述方法还包括：所述处理系统根据所述多组窄波段光谱图像确定所述手术工具的匹配点；所述处理系统根据所述手术工具的匹配点和第一关系确定所述手术工具的位置信息以及姿态角，其中，所述第一关系为所述手术工具的匹配点和所述手术工具的三维模型的立体关系。可选地，所述方法还包括：所述处理系统确定所述手术工具的切入深度是否大于第一阈值或者小于第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；所述处理系统在所述手术工具的切入深度大于第一阈值或者小于第二阈值的情况下，发出提示信息。上述方案中，通过广谱光源产生宽波段的广谱光线照射手术区域；光谱成像阵列设备采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像；处理系统根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像，并将介入路径增强至所述所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像。上述方法中，可以根据多组窄波段光谱图像获得更丰富的有效信息，从而构建出精确度更高的三维图像，并且，通过虚拟增强技术在三维图像上叠加介入路径，可以引导医生正确进行手术，提高了手术的精度。附图说明图1是本申请提供的一种光谱三维定位识别系统的结构示意图；图2是本申请提供的一种手术刀具的匹配点和三维模型的示意图；图3是本申请提供的增强现实前和增强现实后的对比图；图4是本申请提供的一种通过增强现实的方式进行提示信息的示意图；图5是本申请提供的一种光谱三维定位识别方法的流程示意图。具体实施例参见图1，图1是本申请提供的一种光谱三维定位识别系统的结构示意图。在本申请实施例中，光谱三维定位识别系统包括：广谱光源110，光谱成像阵列设备120、处理系统130以及显示设备140。广谱光源110用于产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备120用于采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段；处理系统130用于根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备140用于将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。在本申请具体的实施方式中，广谱光源用于产生宽波段的广谱光线。广谱光源产生的波长的范围可以从红外延伸至紫外，从红外延伸至可见光，或者，从可见光延伸至紫外等等。在实际应用中，广谱光源的数量可以是一个或者多个。在一具体的实施例中，多个广谱光源产生的广谱光线的波段的范围都是相同的，例如，第一广谱光源产生的广谱光线的波长范围为350纳米至850纳米，第二广谱光源产生的广谱光线的波长范围也为350纳米至850纳米等等。在另一具体的实施例中，多个广谱光源产生的广谱光线的波段的范围都是相同的，例如，第一广谱光源产生的广谱光线的波长范围为350纳米至550纳米，第二广谱光源产生的广谱光线的波长范围也为550纳米至850纳米等等。在上述例子中，皆以广谱光源产生的广谱光线为连续的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光谱三维定位识别系统，其特征在于，包括：广谱光源，用于产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备，用于采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同组的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像，所述成像窄波段的数量在100以上；处理系统，用于根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备，用于将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种光谱三维定位识别系统，其特征在于，包括：广谱光源，用于产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于照射手术区域；光谱成像阵列设备，用于采集所述广谱光线被所述手术区域反射而形成的多组窄波段光谱图像，其中，不同组的窄波段光谱图像具有不同的成像窄波段，所述多组窄波段光谱图像中的每组窄波段光谱图像包括多个窄波段相同，角度不同的光谱图像，所述成像窄波段的数量在100以上；处理系统，用于根据所述多组窄波段光谱图像构建所述手术区域的三维图像；显示设备，用于将介入路径增强至所述三维图像中，从而得到增强后的三维图像并进行显示。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手术区域包括：手术部位、手术工具和手术标记，处理系统还用于根据所述多组窄波段光谱图像将所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记进行定位和分割从而得到定位分割结果，从而根据定位分割结果确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置；并且，根据所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置进行坐标转换，从而实现三维图像的重构。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述手术工具中设置有陀螺仪，加速度计，距离传感器中的一个或者多个；处理系统还用于接收所述手术工具发送的位置信息，其中，所述位置信息是根据所述陀螺仪，所述加速度计和所述距离传感器中的一个或者多个采集到的位置数据计算得到的；结合所述定位分割结果以及所述位置信息确定所述手术部位、所述手术工具和所述手术标记之间的相对位置。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述处理系统还用于根据所述多组窄波段光谱图像确定所述手术工具的匹配点；根据所述手术工具的匹配点和第一关系确定所述手术工具的位置信息以及姿态角，其中，所述第一关系为所述手术工具的匹配点和所述手术工具的三维模型的立体关系。5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的系统，其特征在于，处理系统还用于确定所述手术工具的切入深度是否大于第一阈值或者小于第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；在所述手术工具的切入深度大于第一阈值或者小于第二阈值的情况下，发出提示信息。6.一种光谱三维定位识别方法，其特征在于，包括如下步骤：广谱光源产生宽波段的广谱光线，其中，所述广谱光线用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒远，王星泽，李梓彤，
申请(专利权)人：合刃科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42