[发明专利]用来对用于手术导航的坐标转换进行确定的计算机实现技术

权利要求书

1.一种确定导航参考坐标系(302)与图像坐标系(304)之间的转换(T1)的计算机实现的方法，所述导航参考坐标系用于相对于患者图像数据来导航手术设备(150)，在所述图像坐标系中，所述患者图像数据定义患者表面的形状，所述方法包括：

从第一相机(160)接收(202)多个图片数据集，所述第一相机(160)在从所述患者表面的不同视角得到所述图片数据集时能够相对于所述患者移动，其中，所述第一相机(160)是视频相机，且所述图片数据集是通过视频数据流的形式从所述视频相机接收的；

根据所述图片数据集并在所述导航参考坐标系(302)中确定(204)所述图片数据集中能够识别的多个特征(170)的特征坐标；

根据所述特征坐标确定所述导航参考坐标系(302)中所述患者表面的形状模型；以及

使用所述形状模型与由所述患者图像数据定义的患者表面的形状之间的表面匹配来确定(208)所述导航参考坐标系(302)与所述图像坐标系(304)之间的转换(T1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一相机(160)是以下至少之一：手持相机，以及能够贴附到所述手术设备(150)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

将至少一个图片数据集中能够识别的特征中的若干特征归组，以形成特征组，其中，每个特征组能导致位置和定向中的至少一项。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用运动结构SfM技术、同时定位及映射技术SLAM和姿态估计技术中的一项或多项来确定所述特征坐标和所述形状模型中的至少一项。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

使用同时定位及映射技术SLAM确定所述特征坐标和所述形状模型中的至少一项；以及

将SLAM应用于所述特征组。

6.根据权利要求4所述的方法，其中：

SfM从不同的视角构建针对在所述图片数据集中能够识别的各个特征的特征跟踪，且将基于不同视角的三角测量法应用于各个特征跟踪。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

由点云表示所述形状模型。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于在所述图片数据集中识别出的特征(170)中的至少一些特征确定所述导航参考坐标系(302)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

针对在手术导航期间使用的患者跟踪设备(320)的一个或多个跟踪器特征确定所述特征坐标，其中，所述患者跟踪设备(320)在所述图片数据集中是能够至少部分识别的，并相对于所述患者具有固定位置。

10.根据权利要求8所述的方法，其中：

针对在手术导航期间使用的患者跟踪设备(320)的一个或多个跟踪器特征确定所述特征坐标，其中，所述患者跟踪设备(320)在所述图片数据集中是能够至少部分识别的，并相对于所述患者具有固定位置；以及

所述跟踪器特征至少部分地定义所述导航参考坐标系(302)。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

针对在所述图片数据集中能够识别的一个或多个解剖患者特征确定所述特征坐标。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

使用与解剖特征有关的通用知识在所述图片数据集中识别所述一个或多个解剖患者特征。

13.根据权利要求11所述的方法，其中：

将至少一个图片数据集中能够识别的特征中的若干特征归组，以形成特征组，其中，每个特征组能导致位置和定向中的至少一项；

使用同时定位及映射技术SLAM确定所述特征坐标和所述形状模型中的至少一项；其中

将SLAM应用于所述特征组；以及其中

至少部分地根据所述解剖患者特征确定所述导航参考坐标系(302)。

14.根据权利要求11所述的方法，其中：

至少部分地根据所述解剖患者特征确定所述形状模型。

15.根据权利要求1所述的方法，其中：

针对涂敷到所述患者并在所述图片数据集中能够至少部分地识别的特征块(330)的一个或多个块特征确定所述特征坐标。