[发明专利]体表定位装置的配准方法、穿刺引导方法及设备

权利要求书

1.一种体表定位装置的配准方法，其特征在于，所述体表定位装置包括多个跟踪点，且任意对跟踪点的间距不同，所述方法包括：

获取布置于体表的光学跟踪装置中各个跟踪点的图像空间坐标，具体是所述各个跟踪点在计算机断层扫描图像数据中的三维坐标；

采集定位装置根据所述光学跟踪装置中各个跟踪点的当前位置所生成的手术空间坐标，具体是由双目摄像机对所述各个跟踪点进行拍摄所提供的三维坐标；

根据所述图像空间坐标和所述手术空间坐标，确定所述各个跟踪点在图像空间和手术空间中的对应关系，并计算旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述各个跟踪点的图像空间坐标、所述旋转矩阵和所述平移矩阵计算光学跟踪装置的配准误差数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述各个跟踪点在图像空间和手术空间中的对应关系，具体包括：

根据所述图像空间坐标计算图像空间中各个跟踪点的距离矩阵D_Q，根据所述手术空间坐标计算手术空间中各个跟踪点的距离矩阵D_P；

根据距离矩阵D_Q和距离矩阵D_P计算其中每一列的距离得到误差矩阵M；

根据误差矩阵M中各列中最小元素确定所述各个跟踪点在图像空间和手术空间中的对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，距离矩阵D_Q和距离矩阵D_P中分别包括任意两两跟踪点之间的距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据距离矩阵D_Q和距离矩阵D_P计算其中每一列的距离得到误差矩阵M，具体包括：

分别对距离矩阵D_Q和距离矩阵D_P进行升序排列；

分别计算升序排列后的两个矩阵中每一列的距离，得到误差矩阵M。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个跟踪点的图像空间坐标、所述旋转矩阵和所述平移矩阵计算光学跟踪装置的配准误差数据的步骤中，具体利用如下方式计算所述配准误差数据：

,

其中n表示所述跟踪点的数量，表示第个跟踪点的图像空间坐标，表示所述平移矩阵，表示所述旋转矩阵。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个跟踪点之间通过柔性连接件串联，使得各个跟踪点的手术空间坐标能够独立地发生变化。

7.一种穿刺引导设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行包括如下内容的操作：

根据权利要求1-6中任一项所述方法计算穿刺对象的至少一个呼吸周期内的配准误差数据，其中所述图像空间坐标为固定值，所述手术空间坐标随穿刺对象呼吸时的体表起伏发生变化，使得所述配准误差数据为动态值；

确定配准误差数据的最小值对应的时刻，并以此引导穿刺动作。

8.一种体表定位装置的配准设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-6中任意一项所述的体表定位装置的配准方法。