[发明专利]3D相机-医疗成像设备坐标系校准系统和方法及其应用

权利要求书

1.一种用于在3D相机坐标系和医疗成像设备坐标系之间进行校准的系统，包括：

校准工具，设置在所述医疗成像设备中的扫描床上，所述校准工具上设置有标记和参考点，该参考点与所述医疗成像设备的中心对准以作为所述医疗成像设备坐标系的原点，并且根据所述标记到所述参考点的相对位置计算所述标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置；

3D相机，用于捕捉所述标记的图像并基于该捕捉到的图像确定所述标记在所述3D相机坐标系中的位置；以及

计算装置，使用所述标记在所述3D相机坐标系中的位置作为第一数据组，使用所述标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置作为第二数据组，基于所述第一数据组和所述第二数据组计算所述3D相机坐标系和所述医疗成像设备坐标系之间的校准矩阵，并使用该校准矩阵在所述3D相机坐标系和所述医疗成像设备坐标系之间进行校准。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述医疗成像设备中的激光灯所发出的激光线束与所述参考点相交于所述医疗成像设备的中心。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述校准工具上还设置有相交于所述参考点的两条辅助线，所述激光线束包括第一线束和第二线束，所述两条辅助线分别与所述第一线束和第二线束重合。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述校准矩阵包括旋转矩阵、平移矩阵和缩放矩阵。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

检验单元，用于通过将第三数据组与第四数据组进行比较，对所述校准矩阵进行检验，

其中，所述第三数据组为将从所述3D相机获取的所述标记的位置经所述校准矩阵后得到的该标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置，所述第四数据组为所述标记实际在所述医疗成像设备坐标系中的位置。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述检验单元中，计算所述第三数据组与所述第四数据组之间的平均绝对误差，并将该平均绝对误差与阈值进行比较。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，设定所述标记的形状和大小，并根据所述标记到所述参考点的相对位置以及该设定的形状和大小来计算所述标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置。

8.如权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述医疗成像设备包括CT设备、MR设备、PET设备或所述这些设备的组合。

9.一种用于在3D相机坐标系和医疗成像设备坐标系之间进行校准的方法，所述医疗成像设备中的扫描床上设置有校准工具，该校准工具上设置有参考点和标记，所述方法包括：

使所述参考点与所述医疗成像设备的中心对准以作为所述医疗成像设备坐标系的原点；

根据所述标记到所述参考点的相对位置计算所述标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置；

通过3D相机捕捉所述标记的图像并基于该捕捉到的图像确定所述标记在所述3D相机坐标系中的位置；

使用所述标记在所述3D相机坐标系中的位置作为第一数据组，同时使用所述标记在所述医疗成像设备坐标系中的位置作为第二数据组，并基于所述第一数据组和所述第二数据组计算所述3D相机坐标系和所述医疗成像设备坐标系之间的校准矩阵；以及

使用所述校准矩阵在所述3D相机坐标系和所述医疗成像设备坐标系之间进行校准。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使所述医疗成像设备中的激光灯所发出的激光线束与所述参考点相交于所述医疗成像设备的中心。