[发明专利]辅助手术的组织辨识方法及系统

权利要求书

1.一种辅助手术的组织辨识系统，其特征在于，包括：

图像采集装置，用于采集目标区域图像；

主控单元，与所述图像采集装置连接，用于根据所述目标区域图像获取图像采集装置的标志点；

手术器械组件，与所述主控单元连接，用于利用所述主控单元根据所述标志点对所述手术器械组件的尖端进行定位，并在所述手术器械组件移动时形成器械尖端位置数据；

组织辨识装置，与所述主控单元连接，用于对目标区域进行组织辨识，形成辨识结果，将辨识结果用不同颜色的点投影到所述手术器械组件的尖端；

所述主控单元与所述图像采集装置进行数据交互，用于采集目标区域图像，根据所述图像获取图像采集装置的标志点；

所述手术器械组件与所述主控单元进行数据交互，用于将所述手术器械组件的尖端定位中的标志点立体匹配操作，并根据所述标志点对所述手术器械组件进行尖端定位，利用所述标志点跟踪手术器械组件的尖端，获取尖端的三维空间坐标信息；

所述组织辨识装置与所述主控单元进行数据交互，用于形成辨识结果；

所述主控单元将所述辨识结果与所述尖端的三维空间坐标信息结合，将所述辨识结果用不同颜色的点投影到所述手术器械组件的尖端；

所述“尖端的三维空间坐标信息”，包括：

在HSV空间内设置颜色HSV分量；

对所述目标区域图像进行形态学膨胀操作，填充图像空洞；

在所述目标区域图像中提取相应的所述颜色HSV分量；

经轮廓检测后，通过轮廓面积进行排序，用最小外接圆拟合轮廓点，并返回外接圆的圆心坐标和半径，以此获得标志点的中心坐标；

所述“手术器械组件的尖端定位中的标志点立体匹配操作”，包括：

使用凸包算法对任一所述标志点的中心坐标进行匹配；

将待判断点设在直线左侧或位于线上作为判断标准；若，所述待判断点在线的右侧，断开之前的线段，连接新的点，直至所有的匹配点位于直线左侧或位于线上，获取匹配点；

所述“根据所述标志点对手术器械进行尖端定位”，包括：

采用三角测量法获取所述标志点的三维坐标：

根据所述标志点位于所述手术器械组件的尖端旋转而形成的球体上的特性，构建数学模型，获取所述手术器械组件的尖端的定位坐标；

所述“构建数学模型，获取所述手术器械组件的尖端的定位坐标”，包括：

利用以下方法获取所述手术器械组件的尖端的定位坐标：

||P_ij-P_dot||＝r_i

(x_ij-x_dot)²+(y_ij-y_dot)²+(z_ij-z_dot)²＝r_i²

AP_dot＝B

P_dot＝A\B

其中，P是标志点坐标；

i是代表第几个标志点，i＝1,2,3,……；

J是代表不同时刻采集的图像编号；

P_dot是尖端的坐标dot代表尖端；

r_i是标志点与尖端的距离；

x,y,z分别代表三维系的三维；

A,P_dot和B所代表的式子如下图；

A代表[x_ij-x_i1 y_ij-y_i1 z_ij-z_i1]；P_dot代表B代表

所述“所述主控单元将所述辨识结果与所述尖端的三维空间坐标信息结合，将所述辨识结果用不同颜色的点投影到所述手术器械组件的尖端”，包括：

根据所述辨识结果形成不同的组织区域；

利用手术器械组件的尖端定位得到的所述尖端的三维空间坐标信息，将辨识结果，即不同颜色的点投影到所述手术器械组件的尖端。