1.一种手术导航方法,其特征在于,根据手术工具定位信息、手术工具采集的图像信息及术前影像信息,确定手术工具的实际位置,以引导手术工具到达目标区域。
2.根据权利要求1所述的手术导航方法,其特征在于,包括:
获取第一位置转换关系,所述第一位置转换关系为所述定位信息与所述图像信息的采集装置之间的空间位置转换参数;
获取第二位置转换关系,所述第二位置转换关系为所述手术工具定位信息转换到所述术前影像坐标系的转换参数;
根据所述第二位置转换关系将所述手术工具定位信息转换到所述术前影像的空间坐标系中,获得转换位姿信息;
基于所述采集的图像信息、所述第一位置转换关系、所述术前影像信息对所述转换位姿信息进行优化。
3.根据权利要求2所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:采用粒子滤波随机优化算法对转换位姿信息进行优化。
4.根据权利要求3所述的手术导航方法,其特征在于,所述采用粒子滤波随机优化算法对转换位姿信息进行优化具体为:
使用所述转换位姿信息初始化粒子群;
对所述粒子群中的粒子进行拆分进化;
根据所述转换位姿信息以及其前一个采集的转换位姿信息对所述粒子进行状态转移更新;
计算粒子观测概率,选择最优粒子。
5.根据权利要求4所述的手术导航方法,其特征在于,所述计算粒子观测概率,选择最优粒子,包括:
根据所述粒子对应的所述转换位姿信息和所述术前影像,生成虚拟图像;
计算所述虚拟图像与所述手术工具采集的图像的相似度;
根据所述粒子群中多个粒子的所述相似度值选择最优粒子。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:
在进行所述采用粒子滤波随机优化算法对转换位姿信息进行优化之前,对所述转换位姿信息进行优化变换,并使用优化变换后的转换位姿信息进行所述粒子滤波随机优化算法优化。
7.根据权利要求6所述的手术导航方法,其特征在于,对所述转换位姿信息进行优化变换具体为:
提取所述术前影像中管腔结构中心线;
计算所述距离所述转换位姿的位置点最近的中心线;
将所述转换位姿信息替换为中心线位姿信息,所述中心线位姿的位置点在所述最近的中心线上且距离所述转换位姿的位置点最近。
8.根据权利要求2所述的手术导航方法,其特征在于,所述获取第二位置转换关系具体为:
基于无标记点的配准方法,求解所述手术工具中定位设备位置信息与所述术前影像的空间变换关系。
9.根据权利要求1或2所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:
利用介入影像确认所述手术工具和所述目标区域的相对位置关系。
10.根据权利要求9所述的手术导航方法,其特征在于,所述利用介入影像确认所述手术工具和所述目标区域的相对位置关系具体为:
使用介入影像采集装置采集多帧断面图像;
获取第三位置转换关系,所述第三位置转换关系为所述定位信息与所述介入影像之间的空间转换参数;
根据所述第三位置转换关系将所述多帧断面图像中选定的像素点转化到同一坐标系下,形成介入影像三维模型。
11.根据权利要求10所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:
根据所述第三位置转换关系和所述第二位置转换关系,将所述接入影像三维模型拟合到所述术前影像中。
12.根据权利要求1所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:
采集多张光学活检图像;
对所述光学活检图像进行拼接。
13.根据权利要求12所述的手术导航方法,其特征在于,对所述光学活检图像进行拼接包括:
提取所述多张光学活检图像特征点;
配准所述特征点,获得图像之间的匹配对应点,计算所述图像之间的拼接变换关系;
根据所述拼接变换关系,将所述多张光学活检图像投影到同一平面,形成初步拼接图像。
14.根据权利要求13所述的手术导航方法,其特征在于,还包括:
采用图像金字塔融合策略,对所述初步拼接图像进行消除伪影边缘。
15.一种手术导航系统,其特征在于,包括:定位装置、手术视频图像采集装置、承载装置、和多模态导航装置,
所述定位装置用于获取定位信息;
所述手术视频图像采集装置用于采集实时视频图像信息,所述视频图像信息用于优化所述定位信息;
所述承载装置与所述视频图像采集装置连接;
所述承载装置用于承载所述定位装置;
所述多模态导航装置,用于将所述定位信息拟合到术前影像中。
16.根据权利要求15所述的手术导航系统,其特征在于,所述承载装置为手术导管,所述手术导管置于所述视频图像采集装置内或与所述视频图像采集装置平行绑定。
17.根据权利要求15所述的手术导航系统,其特征在于,所述系统还包括光学活检图像采集装置,用于采集光学活检图像。
18.根据权利要求17所述的手术导航系统,其特征在于,所述系统包括光学活检图像拼接装置,所述光学活检图像拼接装置用于将多张所述光学活检图像进行拼接,所述拼接包括:
提取所述多张光学活检图像特征点;
配准所述特征点,获得图像之间的匹配对应点,计算所述图像之间的拼接变换关系;
根据所述拼接变换关系,将所述多张光学活检图像投影到同一平面,形成初步拼接图像;
采用图像金字塔融合策略,对所述初步拼接图像进行消除伪影边缘。
19.根据权利要求15所述的手术导航系统,其特征在于,所述系统还包括介入影像装置,所述介入影像装置包括介入影像采集单元、介入影像处理单元和介入影像拟合单元,
所述介入影像采集单元用于通过介入影像采集设备采集多帧断面图像;
所述介入影像处理单元用于基于所述多帧断面图像构建三维介入影像模型;
所述介入影像拟合单元用于将所述三维介入影像模型拟合到所述术前影像中。
20.根据权利要求15所述的手术导航系统,其特征在于,所述承载装置还用于承载消融针。