手术坐标系的配准方法、装置和存储介质制造方法及图纸

技术编号：43753705 阅读：3 留言：0更新日期：2024-12-20 13:10

本申请涉及一种手术坐标系的配准方法、装置和存储介质，其中，该手术坐标系的配准方法包括：获取先验信息和被扫描者的术式信息，所述先验信息包括C臂坐标系和CT坐标系在不同术式下的旋转关系；根据所述先验信息和所述术式信息，确定所述C臂坐标系和所述CT坐标系间的第一术中旋转关系；获取所述C臂坐标系与机械臂基坐标系间的第一术中配准关系；根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述CT坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系。本手术坐标系的配准方法，在术中需要标定测量的关系量更少，进而配准流程耗时更短，效率更高。解决相关技术中CT坐标系和机械臂基坐标系之间的配准流程耗时较长、效率较低的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术坐标系的配准方法、装置和存储介质。

技术介绍

1、脊柱手术包括创伤、退变、肿瘤以及畸形，需要对脊柱阶段进行置钉等操作。但是由于脊柱的特殊性，周围分布着神经与血管，所以需要置钉的精度非常高。

2、创伤手术中包括骨盆和下肢的骨折，特别是骨盆骶髂关节手术需要保证螺钉不穿入进入骶孔中，但是手术当中往往有软组织，排泄物等遮挡，所以需要多次去找骶孔的位置，而且不能很清晰地看到。医生置入螺钉的时候就依赖经验或者其他专门器械。

3、对于执行精度要求特别高的手术，可以在术前的三维ct(电子计算机断层扫描)图像进行规划，并指导手术机械臂的运动，能很好地保证术中执行精度。其中，需要在术中配准ct坐标系和机械臂基坐标系，如何快速高效地进行配准具有重要意义。

4、在一种现有的配准方法中，首先是在术中通过c臂(x光机)拍摄x-ray(x射线)图像，然后确定c臂成像系统的成像参数，以及在x-ray图像上确定至少三个解剖点，再基于c臂成像系统的成像参数和上述至少三个解剖点，得到机械臂基坐标系和ct坐标系之间的粗配准关系，最后通过精配准手段进行配准关系校正，得到两者之间的精配准关系。其中，粗配准关系需要通过人工参与得到。首先是在x-ray图像中标记至少三个解剖点，然后需要医生不断观察ct图像，在ct图像中确定出至少三个解剖点对应的空间位置，该过程需要医生具有一定程度的操作经验，且在ct图像中较为精准地确定三个解剖点对应的空间位置需要一定时间，从而导致了整个配准流程耗时较长、效率较低。</p>

5、针对相关技术中ct坐标系和机械臂基坐标系之间的配准流程耗时较长、效率较低的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、在本专利技术中提供了一种手术坐标系的配准方法、装置和存储介质，以解决相关技术中ct坐标系和机械臂基坐标系之间的配准流程耗时较长、效率较低的问题。

2、第一个方面，在本专利技术中提供了一种手术坐标系的配准方法，所述配准方法包括：

3、获取先验信息和被扫描者的术式信息，所述先验信息包括c臂坐标系和ct坐标系在不同术式下的旋转关系；

4、根据所述先验信息和所述术式信息，确定所述c臂坐标系和所述ct坐标系间的第一术中旋转关系；

5、获取所述c臂坐标系与机械臂基坐标系间的第一术中配准关系；

6、根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系。

7、在其中的一些实施例中，所述根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系包括：

8、获取成像于所述c臂坐标系的x-ray图像和成像于所述ct坐标系的三维ct图像；

9、根据所述x-ray图像、所述三维ct图像、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系。

10、在其中的一些实施例中，所述根据所述x-ray图像、所述三维ct图像、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

11、在所述被扫描者的目标手术区域中确定解剖点；

12、确定所述解剖点在所述三维ct图像中的第一坐标，以及确定所述解剖点在所述x-ray图像中的第二坐标；

13、根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系。

14、在其中的一些实施例中，所述根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

15、根据所述第一坐标、所述第二坐标和所述第一术中旋转关系，确定所述c臂坐标系和所述ct坐标系间的第一术中平移关系；

16、根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中平移关系，确定所述c臂坐标系和所述ct坐标系间的第三术中配准关系；

17、根据所述第三术中配准关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系。

18、在其中的一些实施例中，所述根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

19、根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中旋转关系；

20、根据所述第二坐标和所述第一术中配准关系，确定所述解剖点在所述机械臂基坐标系中的第三坐标；

21、根据所述第一坐标、所述第三坐标和所述第二术中旋转关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中平移关系；

22、根据所述第二术中旋转关系和所述第二术中平移关系，确定所述第二术中配准关系。

23、在其中的一些实施例中，所述确定所述解剖点在三维ct图像中的第一坐标，以及确定所述解剖点在所述x-ray图像中的第二坐标包括：

24、在所述三维ct图像中确定所述第一坐标；

25、通过所述第一术中旋转关系对所述三维ct图像进行投影，得到二维虚拟图像；

26、调整所述三维ct图像，直至所述二维虚拟图像与所述x-ray图像重合；

27、根据所述第一坐标在所述二维虚拟图像的投影点，在所述x-ray图像中确定所述第二坐标。

28、在其中的一些实施例中，所述根据所述x-ray图像、所述三维ct图像、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

29、通过所述第一术中旋转关系对所述三维ct图像进行投影，得到二维虚拟图像；

30、调整所述三维ct图像，直至所述二维虚拟图像与所述x-ray图像重合；

31、根据所述三维ct图像的平移变化量，确定所述c臂坐标系与所述ct坐标系间的第一术中平移关系；

32、根据所述第一术中旋转关系、所述第一术中平移关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系。

33、在其中的一些实施例中，所述配准方法在确定所述第二术中配准关系之前还包括：

34、根据调整后的所述三维ct图像，校正所述第一术中旋转关系。

35、第二个方面，在本专利技术中提供了一种手术坐标系的配准装置，所述配准装置包括：

36、第一获取模块，用于获取先验信息和被扫描者的术式信息，所述先验信息包括c臂坐标系和ct坐标系在不同术式下的旋转关系；

37、第一确定模块，用于根据所述先验信息和所述术式信息，确定所述c臂坐标系和所述ct坐标系间的第一术中旋转关系；

38、第二获取模块，用于获取所述c臂坐标系与机械臂基坐标系间的第一术中配准关系；

39、第二确定模块，用于根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述配准方法包括：

2.根据权利要求1所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述CT坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系包括：

3.根据权利要求2所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述X-ray图像、所述三维CT图像、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

4.根据权利要求3所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

5.根据权利要求3所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

6.根据权利要求3所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述确定所述解剖点在三维CT图像中的第一坐标，以及确定所述解剖点在所述X-ray图像中的第二坐标包括：

8.根据权利要求6或7所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述配准方法在确定所述第二术中配准关系之前还包括：

9.一种手术坐标系的配准装置，其特征在于，所述配准装置包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的手术坐标系的配准方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述配准方法包括：

2.根据权利要求1所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述ct坐标系和所述机械臂基坐标系间的第二术中配准关系包括：

3.根据权利要求2所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述x-ray图像、所述三维ct图像、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准关系，确定所述第二术中配准关系包括：

5.根据权利要求3所述的手术坐标系的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一术中旋转关系和所述第一术中配准...

【专利技术属性】
技术研发人员：白浩玉，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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