一种患者手术位置的跟踪方法、设备及装置制造方法及图纸

本说明书公开了一种患者手术位置的跟踪方法、设备及装置，通过光学跟踪设备，预先确定患者手术位置和设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿，根据手术过程中，深度设备采集到的患者手术区域的深度图像，确定光学标定标签的位姿和患者手术区域的位置，辅助判断该光学标定标签和患者手术位姿的相对位姿是否未发生改变，并在该相对位姿未改变的情况下，则根据光学跟踪设备采集到的光学标定标签的位姿和相对位姿，确定患者手术位置的坐标。本方法通过深度图像确定出的光学标定标签的位姿和患者手术区域的位置，辅助判断相对位姿是否未发生改变，可及时确定出相对位姿发生改变的情况，可精确确定患者手术位置的坐标，降低了安全隐患。安全隐患。安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种患者手术位置的跟踪方法、设备及装置


[0001]本说明书涉及人工智能
，尤其涉及一种患者手术位置的跟踪方法、设备及装置。

技术介绍

[0002]目前，随着人工智能技术的发展，医疗机器人成为机器人领域的研究热点之一。通过将医疗机器人应用于救援、手术治疗、康复训练等医疗过程中，大大推动了医学的发展。但在医疗机器人进行手术过程中，患者手术位置的坐标可能会出现变化，因此需要对患者手术位置的坐标进行跟踪。
[0003]一种常用的对患者手术位置进行跟踪的方法是基于红外相机实现的。具体的，可首先在患者手术位置固定光学标定标签，并确定该光学标定标签的位置和该光学标定标签和患者手术位姿的相对位姿。然后，在手术过程中，可通过红外相机，获取该光学标定标签的位姿。最后，可根据该光学标定标签的位置变化量和预先确定出的相对位姿，确定患者手术位置的坐标。
[0004]但是，由于现有技术中是基于固定在患者手术位置的光学标定标签与患者手术位置之间的相对位姿不变的假设实现的。但在手术过程中，可能出现光学标定标签和患者手术位置之间的相对位姿出现变化的情况，使得现有技术在确定患者手术位置的坐标时误差较大，存在安全隐患。

技术实现思路

[0005]本说明书提供一种患者手术位置的跟踪方法及装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
[0006]本说明书采用下述技术方案：
[0007]本说明书提供了一种患者手术位置的跟踪方法，包括：
[0008]通过光学跟踪设备预先确定患者手术位置和设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿；
[0009]在患者手术过程中，通过深度设备采集当前时刻患者手术区域的深度图像，分别确定所述当前时刻的患者手术区域的范围和光学标定标签的位姿；
[0010]根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，确定第一位差，以及根据历史上确定出的光学标定标签的位姿和当前时刻的光学标定标签的位姿，确定第二位差；
[0011]判断所述第一位差和所述第二位差的差值是否小于预设的第一差距阈值；
[0012]若是，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标；
[0013]若否，通过所述光学跟踪设备，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。
[0014]可选地，通过光学跟踪设备预先确定患者手术位置和设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿，具体包括：
[0015]通过光学跟踪设备，分别确定设置在患者身上的光学标定标签的位姿和设置在患者手术位置的光学标定标签的位置；
[0016]将所述设置在患者手术位置的光学标定标签的位置，作为所述患者手术位置的坐标；
[0017]根据所述设置在患者身上的光学标定标签的位姿和所述患者手术位置的坐标，确定所述患者手术位置和所述设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿，其中，所述相对位姿包括相对位置和相对姿态。
[0018]可选地，通过深度设备采集当前时刻患者手术区域的深度图像，分别确定所述当前时刻的患者手术区域的范围和光学标定标签的位姿，具体包括：
[0019]根据深度设备采集的当前时刻患者手术区域的深度图像，对所述当前时刻的深度图像进行目标物识别，分别确定所述患者手术区域的点云数据和所述光学标定标签的点云数据；
[0020]根据所述患者手术区域的点云数据和所述光学标定标签的点云数据，分别确定所述患者手术区域的范围和所述光学标定标签的位姿。
[0021]可选地，根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，确定第一位差，具体包括：
[0022]根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，分别确定所述历史上的患者手术区域的中心位置和所述当前时刻的患者手术区域的中心位置；
[0023]根据所述历史上的中心位置和所述当前时刻的中心位置，确定第一位差。
[0024]可选地，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标之前，所述方法还包括：
[0025]从所述深度设备采集到的各历史时刻对应的深度图像中，确定所述患者手术区域未发生形变的深度图像，作为基准深度图像；
[0026]确定所述当前时刻的深度图像的患者手术区域的点云数据，作为第一点云，并确定所述基准深度图像中，所述患者手术区域的点云数据，作为第二点云；
[0027]根据所述第一点云和所述第二点云的相似度，判断所述患者手术区域是否未发生形变；
[0028]若是，则继续确定所述患者手术位置的坐标；
[0029]若否，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。
[0030]可选地，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标之前，所述方法还包括：
[0031]确定光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿；
[0032]根据所述当前时刻的光学标定标签的位姿和历史上确定出的光学标定标签的位姿，确定第三差距；
[0033]判断所述第三差距是否小于预设的第二差距阈值；
[0034]若是，继续确定所述患者手术位置的坐标；
[0035]若否，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。
[0036]可选地，通过所述光学跟踪设备，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿，具体包括：
[0037]当所述第一位差小于预设的第三差距阈值，且所述第二位差不小于所述第三差距阈值时，根据所述当前时刻的深度图像，确定所述当前时刻所述光学标定标签和所述患者手术区域连接的光标锚点的位置；
[0038]通过历史上采集到的深度图像，确定历史上所述光标锚点的位置；
[0039]根据所述当前时刻光标锚点的位置和所述历史时刻光标锚点的位置，确定第四差距；
[0040]判断所述第四差距是否小于预设的第四差距阈值；
[0041]若是，根据通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿、当前时刻的上一时刻的光学标定标签的位姿以及所述相对位姿，对所述相对位姿进行更新；
[0042]若否，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。
[0043]本说明书提供一种患者手术位置跟踪设备，所述设备包括光学跟踪传感器、深度传感器和处理单元，其中：
[0044]所述光学跟踪传感器，用于采集当前时刻光学标定标签的位姿，并将所述当前时刻光学标定标签的位姿发送至处理单元；
[0045]所述深度传感器，用于在患者手术过程中，采集当前时刻患者手术区域的深度图像，分别确定所述当前时刻的患者手术区域的范围和光学标定标签的位姿，并将所述当前时刻的患者手术区域的范围和所述光学标定标签的位姿发送至处理单元；
[0046]所述处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种患者手术位置的跟踪方法，其特征在于，包括：通过光学跟踪设备预先确定患者手术位置和设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿；在患者手术过程中，通过深度设备采集当前时刻患者手术区域的深度图像，分别确定所述当前时刻的患者手术区域的范围和光学标定标签的位姿；根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，确定第一位差，以及根据历史上确定出的光学标定标签的位姿和当前时刻的光学标定标签的位姿，确定第二位差；判断所述第一位差和所述第二位差的差值是否小于预设的第一差距阈值；若是，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标；若否，通过所述光学跟踪设备，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过光学跟踪设备预先确定患者手术位置和设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿，具体包括：通过光学跟踪设备，分别确定设置在患者身上的光学标定标签的位姿和设置在患者手术位置的光学标定标签的位置；将所述设置在患者手术位置的光学标定标签的位置，作为所述患者手术位置的坐标；根据所述设置在患者身上的光学标定标签的位姿和所述患者手术位置的坐标，确定所述患者手术位置和所述设置在患者身上的光学标定标签的相对位姿，其中，所述相对位姿包括相对位置和相对姿态。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过深度设备采集当前时刻患者手术区域的深度图像，分别确定所述当前时刻的患者手术区域的范围和光学标定标签的位姿，具体包括：根据深度设备采集的当前时刻患者手术区域的深度图像，对所述当前时刻的深度图像进行目标物识别，分别确定所述患者手术区域的点云数据和所述光学标定标签的点云数据；根据所述患者手术区域的点云数据和所述光学标定标签的点云数据，分别确定所述患者手术区域的范围和所述光学标定标签的位姿。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，确定第一位差，具体包括：根据历史上确定出的患者手术区域的范围和所述当前时刻的患者手术区域的范围，分别确定所述历史上的患者手术区域的中心位置和所述当前时刻的患者手术区域的中心位置；根据所述历史上的中心位置和所述当前时刻的中心位置，确定第一位差。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标之前，所述方法还包括：从所述深度设备采集到的各历史时刻对应的深度图像中，确定所述患者手术区域未发
生形变的深度图像，作为基准深度图像；确定所述当前时刻的深度图像的患者手术区域的点云数据，作为第一点云，并确定所述基准深度图像中，所述患者手术区域的点云数据，作为第二点云；根据所述第一点云和所述第二点云的相似度，判断所述患者手术区域是否未发生形变；若是，则继续确定所述患者手术位置的坐标；若否，重新确定所述患者手术位置和所述光学标定标签的相对位姿。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相对位姿和通过所述光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿，确定所述患者手术位置的坐标之前，所述方法还包括：确定光学跟踪设备当前时刻采集到的光学标定标签的位姿；根据所述当前时刻的光学标定标签的位姿和历史上确定出的光学标定标签的位姿，确定第三差距；判断所述第三差距是否小于预设的第二差距阈值；若是，继续确定所述患者手术位置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：眭菁，
申请(专利权)人：北京歌锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：