[发明专利]医用内窥镜标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种医用内窥镜标定方法。 

背景技术

微创及无创外科手术是当代临床医学最主要的发展趋势之一，它可以大大提高手术质量、减轻病人的痛苦，缩短康复时间。内窥镜诊疗术是微创外科的重要手段，采用医用内窥镜对病灶的诊断和治疗具有极其重要的作用。传统的内窥镜在插入部的前端设有由物镜光学系统、固体摄像元件和电路基板等构成的摄像装置，通过这种内窥镜，手术医生可以进行人体内的内脏器官观察和治疗等各种处理。但是，由于工作环境的复杂性和自身形状不可视等不足，传统内窥镜导管在介入过程会发生导管缠绕、非预期接触等情况，给病人带来痛苦和危险。而如果能够显示内窥镜在人体内的形状，则可以有效地防止缠绕的产生。 

内窥镜内置磁场空间定位系统以法拉第电磁感应定理为基础，在内窥镜外安装电磁发生设备以产生已知结构的空间磁场，通过埋入内窥镜体中的磁跟踪器获得磁场强度信号，并根据已知的发射磁场空间分布规律，计算出该点的空间位置和姿态角。在内窥镜导管内部埋入若干个磁跟踪器，其实时采用数据反映连续磁场的变化，经计算可得到每个磁跟踪器的空间位置，然后将这些离散点拟合成连续的曲线，就可在计算机上进行三维显示，实现内窥镜本体的空间形状感知。 

目前，通常采用磁跟踪器读数作为内窥镜坐标的依据。然而，由于磁跟踪器的探头与内窥镜镜头之间存在相对位移，直接采用磁跟踪器的读数作为内窥镜坐标位置的依据，与内窥镜实际坐标位置存在误差，从而导致得到的内窥镜坐标位置和运动参数不准确，并使后期的空间定位和三维重建存在误差，得到的结果则不可靠。 

发明内容

基于此，有必要提供一种更准确的医用内窥镜标定方法。 

所述医用内窥镜标定方法包括：A.获取标定参数，所述标定参数包括棋盘网格的大小和数目；B.利用多模态配准算法构建磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系，具体是：分别建立磁跟踪器、磁跟踪器底座、内窥镜及棋盘网格的坐标系统，根据磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系、棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系和磁跟踪器底座与棋盘网格的相对坐标关系得到磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系，再采用从内窥镜到磁跟踪器，再从磁跟踪器到磁跟踪器底座，最后从磁跟踪器底座到棋盘网格的迂回关系表达棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系；C.采集多个磁跟踪器读数和棋盘网格的图像信息，对上述表达棋盘网格与内窥镜之间的相对关系得到的表达式设置多个约束条件，推断得到内窥镜的运动参数。 

所述步骤B还包括：所述磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系表示为：