[发明专利]一种分布式光学定位跟踪系统及方法

说明书

本申请公开一种分布式光学定位跟踪系统及方法，所述分布式光学定位跟踪系统，包括至少三个且位置独立的光学相机，由于至少三个独立的光学相机可以任意分布在多个位置，定位跟踪时只需要至少两个光学相机能够同时拍摄到目标标记物即可，医生、病人以及医疗设备不容易同时遮挡多个光学相机，从而能够确保跟踪到目标。同时，从多个光学相机中选出拍摄位置好的图像进行定位跟踪，有利于提高定位跟踪精度。所述分布式光学定位跟踪方法，多个位置独立的光学相机，能够得到多个光学相机的拍摄图像，进而从多个光学相机的拍摄图像中选取拍摄位置较好的拍摄图像进行数据处理，实现标记物的跟踪，更加有利于提高定位跟踪精度。

技术领域

本发明涉及一种微创介入手术定位跟踪系统，具体为一种分布式光学定位跟踪系统及方法。

背景技术

微创介入手术通常是在影像和定位跟踪系统的引导下将微创用手术器械插入病变位置进行治疗，定位跟踪系统有利于提高微创手术的精度，临床应用较多的是加拿大NDI公司的光学定位跟踪系统。

该类系统的定位原理为：双目位置传感器发射的红外光照射在安装有跟踪工具的手术设备或器械上，跟踪工具上的可反射红外光的小球(也称反光球) 会将红外光反射回位置传感器并由系统内置软件进行计算得到跟踪工具的位置坐标(包括跟踪工具的位置和角度)，从而实现对相应的手术设备和器械进行定位跟踪。所述跟踪工具通常是指承载标志物体(也即反光球)的刚体。

现有技术中的定位跟踪系统由两个位置固定的光学相机以及带有四个反光球的跟踪标记等组成，四个反光球位于同一平面，利用双目视觉的原理计算所拍摄到的目标标记的空间位置。

但是，当该光学定位跟踪系统在结合磁共振、CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)仪等医学影像设备使用时，经常出现无法进行跟踪定位的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种分布式光学定位跟踪系统及方法，以解决现有技术中光学定位跟踪系统在结合磁共振、CT仪等医学影像设备使用时，出现的无法跟踪定位的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分布式光学定位跟踪系统，应用在医学影像设备中，所述分布式光学定位跟踪系统包括：相互独立的至少三个光学相机、数据采集处理设备、校准仿体、标记物和控制台；

至少三个所述光学相机分布在所述医学影像设备上或之外的多个位置，用于拍摄所述标记物；

每个所述光学相机均与所述数据采集处理设备相连；

所述数据采集处理设备与所述控制台相连；

所述校准仿体位于所述医学影像设备的中心位置；

所述标记物位于所述医学影像设备的成像区域；

所述控制台用于获取所述医学影像设备的扫描图像，并将所述扫描图像传递给所述数据采集处理设备，所述数据采集处理设备根据所述光学相机的相对位置，以及从所述光学相机处获取拍摄所述标记物的拍摄图像，计算得到所述标记物的位置信息，并将所述拍摄图像和所述扫描图像的坐标进行转换，以确定所述标记物在所述医学影像设备扫描图像的坐标位置，实现所述标记物的跟踪定位。

优选地，所述医学影像设备为磁共振影像设备。

优选地，每个所述光学相机中的元器件均为非磁性元器件；或者每个所述光学相机包括滤波器和屏蔽层。

优选地，所述光学相机设置在所述磁共振影像设备的磁体上。

优选地，所述医学影像设备为电子计算机断层扫描仪。

优选地，每个所述光学相机与所述数据采集处理设备之间的连接方式为有线连接。