[发明专利]腹部外科介入手术的图像导航配准系统及相关装置

摘要

本申请公开了一种腹部外科介入手术的图像导航配准系统及相关装置，其中，腹部外科介入手术的图像导航配准方法首先获得物理空间与术前图像空间的配准结果；然后获取患者处于不同呼吸态时的腹部表面图像对应的腹部特征点集，利用深度相机分别对腹部表面图像和术前腹部表面图像进行相应处理，获得多个术中特征点集和术前腹部特征点集；最后根据物理空间与术前图像空间的配准结果，将术中特征点集的参考系变换为术中图像空间，并在术中图像空间中，对术中特征点集和多个腹部特征点集进行可变形配准，从而实现在术中对处于不同呼吸态的患者的术中图像空间与物理空间的实时配准的目的，提高了腹部外科介入手术过程中图像配准的精度。

主权项

1.一种腹部外科介入手术的图像导航配准系统，其特征在于，基于包括参照体、相机跟踪手柄和配准物的图像导航系统实现，所述参照体、相机跟踪手柄和所述配准物均包括多个能被导航相机检测到的光学球；所述配准物还包括多个按预设顺序排列的球形结构，所述球形结构由能被所述导航相机检测到的材料制成；所述相机跟踪手柄还包括相机跟踪手柄支架和设置于所述相机跟踪手柄支架上的深度相机；所述腹部外科介入手术的图像导航配准系统包括：/n数据获取模块，用于在患者处于第一呼吸态时，利用导航相机获取包含患者体内待测目标和所述配准物的位置信息的图像数据；/n术前配准模块，用于将所述参照体固定于预设位置处，以使所述导航相机能够同时检测到所述配准物、参照体和所述待测目标，并利用所述参照体、配准物、导航相机以及所述图像数据，将物理空间与术前图像空间进行配准，并记录所述物理空间与术前图像空间的配准结果；/n边缘检测模块，用于对所述图像数据进行边缘检测，以获得患者处于第一呼吸态时的术前腹部表面图像；/n点集获取模块，用于将所述相机跟踪手柄设置于患者的腹部上方，利用所述深度相机检测患者处于多个不同呼吸态时的腹部表面图像，每个呼吸态时的腹部表面图像对应于一个腹部特征点集；/n第一预处理模块，用于利用深度相机对处于不同呼吸态时的腹部表面图像进行预处理，以去除所述腹部表面图像中不是位于所述待测目标腹部上方的数据点，获得多个术中特征点集；/n第二预处理模块，用于利用深度相机对术前腹部表面图像进行预处理，以去除所述术前腹部表面图像中不是位于所述待测目标腹部上方的数据点，并利用所述深度相机对预处理后的术前腹部表面图像进行采样，以获得术前腹部特征点集；/n参考系转换模块，用于根据所述物理空间与术前图像空间的配准结果，将术中特征点集的参考系变换为术中图像空间；/n术中配准模块，用于在所述术中图像空间中，对所述术中特征点集和多个所述腹部特征点集进行可变形配准。/n