一种用于医学图像导航系统的标定模的制作方法

文档序号:894385
专利名称:一种用于医学图像导航系统的标定模的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种标定模,特别是关于一种用于医学图像导航系统的标定模。
背景技术
在传统手术中,病灶不能直接用肉眼观察,例如不开刀的微创手术或者无创手术, 或者不方便用肉眼观察,例如脑部神经外科手术,医生只能凭借肉眼观察病灶的图像,凭经验将手术器械放置到目标位置,这种方式造成的手术器件和病灶部位定位之间的误差,会拖延手术的时间,影响手术的质量,特别是这种误差有时会给患者带来不必要的痛苦和损伤。手术导航系统是在医学影像设备,包括磁共振成像设备、计算机断层扫描设备(CT)、C 型臂、X线设备、超声波成像系统等,所成图像的引导下,利用跟踪系统测量手术器械的位置,从而可以把病灶的图像和虚拟手术器械融合并显示在屏幕上,帮助医生精确定位病灶和手术器械的位置,并观察病灶周围的器官和组织,帮助医生避开重要的器官和组织,将手术器械安全地放置到预定地点,以便完成治疗。手术导航设备进入外科并用计算机改进或完善了外科医师的能力以进行各项操作,在一定程度上降低了外科治疗所造成的损伤,缩短了手术时间。最新的导航技术是将病灶图片和虚拟的手术器械放到同一个坐标系下观测,即显示在同一个工作屏幕上(如液晶屏幕、投影屏幕或者其它形式的显示器材),并且屏幕上两者的相对位置和实际的病灶与手术器械的相对位置相同,从而医生可以通过观察屏幕既能看到病灶,也能看到手术器械,进而准确而快速地将手术器械放置到目标位置。图像导航手术实现的关键在于建立固定成像设备坐标系与手术器械坐标系之间的转换关系,为实现这一坐标转换,需要借助一个标定装置,建立转换关系的过程被称为导航系统的标定。
发明内容针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种用于医学图像导航系统的标定模。为实现上述目的,本实用新型采取以下技术方案一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于它包括标定模本体,设置在所述标定模本体内部的扫描标志,设置在所述标定模本体内部或表面的导航标志;所述扫描标志的数量为三个以上,且各扫描标志位于不在同一条直线上的同一平面内;各所述扫描标志的图像灰度与所述标定模本体的图像灰度有明显区别;各所述扫描标志均具有一选定的特征点。各所述扫描标志均为一圆片,所述圆片的特征点为圆片的圆心。各所述扫描标志均为一三角片,所述三角片的特征点为三角片的其中一顶点或三角片的重心。各所述扫描标志均为一球体,所述球体的特征点为球体的球心。各所述扫描标志为圆片、三角片、球体中的任意两种或两种以上的组合,所述圆片的特征点为圆片的圆心,所述三角片的特征点为三角片的其中一顶点或三角片的重心,所述球体的特征点为球体的球心。[0009]本实用新型由于采取以上技术方案,其具有以下优点1、本实用新型的标定模本体内部设置扫描标志,标定模本体内部或表面设置导航标志;扫描标志的数量为三个以上, 且各扫描标志位于不在同一条直线上的同一平面内,物理上限定扫描标志位于同一平面上,在扫描标志自动分析算法中可以利用这一特性得到更加精确的分析结果;各扫描标志的图像灰度与所述标定模本体的图像灰度有明显区别,能够方便进行空间上的图像分割, 区分各个扫描标志,因此,本实用新型能够显著提高固定成像设备在导航设备下三维空间位置的计算精度。2、本实用新型采用扫描标志自动识别算法(文中所述获取的方法),可以实现扫描标志在固定成像设备下三维空间位置的自动计算,从而大大提高工作效率。本实用新型标定模的结构简单、制备方便,采用本实用新型的标定模进行标定,能够提高标定精度和工作效率,因此,可广泛用于医学图像导航系统的标定过程中。

图I是本实用新型标定模示意图图2是图I的俯视示意图图3是本实用新型标定模的一具体实例示意图图4是本实用新型三维空间中连续像素块的分布示意图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。医学图像导航系统涉及到的硬件设备包括固定成像设备、标定模、导航设备。固定成像设备用于扫描标定模然后提供医学影像。标定模中包含扫描标志和导航标志,扫描标志可以被固定成像设备扫描并且在医学影像上清晰的显示,导航标志可以被导航设备探测。导航设备是一种空间坐标定位设备,能够在其有效探测范围内探测导航标志的空间坐标,导航设备的定位原理包括光学跟踪、电磁定位等多种方式。本实用新型提供一种新型的标定模,可配合各种导航设备使用。如图I 3所示,本实用新型的标定模包括标定模本体I,标定模本体I上固定设置有扫描标志2和导航标志3。本实用新型的标定模本体I所选用的材料不能被固定成像设备扫描成像,或者可以被固定成像设备扫描成像,但是从图像灰度上与扫描标志2有明显区别。本实用新型的扫描标志2嵌入标定模本体I内部,扫描标志2的数量为三个以上, 所有扫描标志2设置在同一平面上、且不位于同一直线上;各扫描标志2均具有选定的特征点;各扫描标志2的厚度越薄越好,但各扫描标志2厚度的选择受到固定成像设备的成像分辨率的限制,至少应该可以被固定成像设备正常扫描并从图像上直观观察到。本实用新型的导航标志3根据所选导航设备的不同,可以设置在标定模本体I的表面,也可以内嵌到标定模本体I内。图I、图2仅显示了导航标志3的坐标示意,导航标志 3的外形不在本实用新型保护范围内,它的外形与所选用的导航设备有关。如图3所示,为标定模的一具体实施例,其中扫描标志2内嵌到标定模本体I中, 排列在一个平面上,并且不共线。导航标志3同时也内嵌到标定模本体I中。扫描标志2 和导航标志3上覆盖一个压板,将导航标志2和扫描标志3固定在标定模本体I内。[0021]上述实施例中,标定模本体I上的各扫描标志2可以是设置在同一平面上的圆片, 还可以是三角片、球体等其他形状的扫描标志;也可以是圆片、三角片、球体等其他形状的扫描标志中的任意两种或两种以上的组合。扫描标志的共同点是从医学图像中可以清晰识别,并且具有选定的特征点,比如圆片的特征点是圆片的圆心,三角片的特征点是三角片的其中一顶点或三角片的重心,球体的特征点是球体的球心等,这些特征点能够通过自动分析算法从图像序列中自动获取。利用本实用新型的标定模实现图像导航的标定方法包括以下内容。如表I所示,利用本实用新型的标定模实现图像导航的标定方法时,涉及到的各变量定义如下表I
权利要求1.一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于它包括标定模本体,设置在所述标定模本体内部的扫描标志,设置在所述标定模本体内部或表面的导航标志;所述扫描标志的数量为三个以上,且各扫描标志位于不在同一条直线上的同一平面内;各所述扫描标志的图像灰度与所述标定模本体的图像灰度有明显区别;各所述扫描标志均具有一选定的特征点。
2.如权利要求I所述的一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于各所述扫描标志均为一圆片,所述圆片的特征点为圆片的圆心。
3.如权利要求I所述的一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于各所述扫描标志均为一三角片,所述三角片的特征点为三角片的其中一顶点或三角片的重心。
4.如权利要求I所述的一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于各所述扫描标志均为一球体,所述球体的特征点为球体的球心。
5.如权利要求I所述的一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于各所述扫描标志为圆片、三角片、球体中的任意两种或两种以上的组合,所述圆片的特征点为圆片的圆心,所述三角片的特征点为三角片的其中一顶点或三角片的重心,所述球体的特征点为球体的球心。
专利摘要本实用新型涉及一种用于医学图像导航系统的标定模,其特征在于它包括标定模本体,设置在所述标定模本体内部的扫描标志,设置在所述标定模本体内部或表面的导航标志;所述扫描标志的数量为三个以上,且各扫描标志位于不在同一条直线上的同一平面内;各所述扫描标志的图像灰度与所述标定模本体的图像灰度有明显区别;各所述扫描标志均具有一选定的特征点。本实用新型可广泛用于医学图像导航系统的标定过程中。
文档编号A61B19/00GK202288472SQ20112038392
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者宁随军, 徐进, 解焕南, 赵磊 申请人:新博医疗技术有限公司
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