[发明专利]应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法及装置

权利要求书

1.应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)提取患者面部眉骨到鼻尖的配准区域；

(2)基于多线程与点云配准方法，同步计算划取点到患者面部的坐标变换矩阵；

(3)采用实时的三维图形处理技术，在配准过程中显示划取点在配准区域的对应位置，为医生提供视觉反馈引导划取点；

(4)评估划取点的配准效果，达到条件后自动停止配准。

2.根据权利要求1所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法，其特征在于：所述步骤(1)中，通过医学图像的三维表面重建算法，重建患者的皮肤表面点云；使用预先存储的眉骨到鼻尖的T形区域模板点云向患者皮肤点云进行距离映射，映射在患者皮肤对应的T形区域作为配准区域。

3.根据权利要求2所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法，其特征在于：所述步骤(2)中，同步配准使用多线程方法实现，医生根据步骤(1)的配准区域使用探针在对应位置划取点，主线程接收所有点的坐标信息；当点数达到一定数目时，将划取点传递到子线程与配准区域进行点云配准，子线程的配准结束后，发出配准结束信号并将坐标变换矩阵传递回主线程，主线程接收到结束信号后对当前记录的所有划取点进行坐标变换，再将这些点传递到子线程进行配准，如此循环操作。

4.根据权利要求3所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当配准结果出现时，在显示A颜色的配准区域的窗口下实时显示所有的划取点，以B颜色显示，A、B为不同的颜色；医生通过观察划取点在配准区域的分布确定划取点未覆盖和分布稀疏的区域，经过引导将探针移动到对应位置添加划取点，保证划取点的完整覆盖和均匀性。

5.根据权利要求4所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在划取点同步配准的过程中，系统自动判断划取点配准后是否贴合患者皮肤表面且完整覆盖配准区域，在满足上述要求时，系统自动停止配准，配准过程结束。

6.应用于手术导航系统中的同步配准框架获取装置，其特征在于：其包括：

提取模块，其配置来从CT/MRI医学图像数据提取患者面部眉骨到鼻尖的配准区域；

配准模块，其配置来基于多线程与点云配准方法，利用NDI光学定位跟踪系统和装有定位标志物的探针，同步计算划取点到患者面部的坐标变换矩阵；

显示模块，其配置来采用实时的三维图形处理技术，在配准过程中显示划取点在配准区域的对应位置，为医生提供视觉反馈引导划取点；

评估模块，其配置来评估划取点的配准效果，达到条件后自动停止配准。

7.根据权利要求6所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取装置，其特征在于：所述提取模块中，通过医学图像的三维表面重建算法，重建患者的皮肤表面点云；使用预先存储的眉骨到鼻尖的T形区域模板点云向患者皮肤点云进行距离映射，映射在患者皮肤对应的T形区域作为配准区域。

8.根据权利要求7所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取装置，其特征在于：所述配准模块中，同步配准使用多线程方法实现，医生根据步骤(1)的配准区域使用探针在对应位置划取点，主线程接收所有点的坐标信息；当点数达到一定数目时，将划取点传递到子线程与配准区域进行点云配准，子线程的配准结束后，发出配准结束信号并将坐标变换矩阵传递回主线程，主线程接收到结束信号后对当前记录的所有划取点进行坐标变换，再将这些点传递到子线程进行配准，如此循环操作。

9.根据权利要求8所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取装置，其特征在于：所述显示模块中，当配准结果出现时，在显示A颜色的配准区域的窗口下实时显示所有的划取点，以B颜色显示，A、B为不同的颜色；医生通过观察划取点在配准区域的分布确定划取点未覆盖和分布稀疏的区域，经过引导将探针移动到对应位置添加划取点，保证划取点的完整覆盖和均匀性。

10.根据权利要求9所述的应用于手术导航系统中的同步配准框架获取装置，其特征在于：所述评估模块中，在划取点同步配准的过程中，系统自动判断划取点配准后是否贴合患者皮肤表面且完整覆盖配准区域，在满足上述要求时，系统自动停止配准，配准过程结束。