快速配准的定位方法及系统与流程

本发明涉及医学定位，尤其是涉及一种快速配准的定位方法及系统。

背景技术：

1、目前，在进行医学定位时具有以下两种方式：（1）仪器扫描患者目标部位空间信息数据，根据空间信息数据生成患者目标部位的融合点云，将医学影像点云和融合点云进行配准，得到坐标变换关系进行刚性配准。（2）对患者目标部位进行特殊标记获取特征点，直接通过特征点与医学影像数据的模型进行配准。

2、然而，上述两种方式存在配准速度慢、流程繁琐、未考虑患者外形微变导致误差较大，患者或监测仪相对位置移动后需要重新进行刚性配准，不具备实时功能等缺点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种快速配准的定位方法及系统，以消除患者外形微变导致的误差，提高配准速度，减少操作流程，实现刚性配准实时定位。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种快速配准的定位方法，应用于定位系统，定位系统包括：医学影像数据处理模块、图像采集模块、矫正模块和刚性配准模块，方法包括：医学影像数据处理模块基于患者的目标部位的医学影像数据构建患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位的第一二维图像信息数据；矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正，得到矫正后的患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位在目标视角下的第二二维图像信息数据；刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第二二维图像信息数据进行刚性配准。

3、在本申请可选的实施例中，上述矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正，得到矫正后的患者的目标部位表面的三维模型的步骤，包括：矫正模块基于第一二维图像信息数据确定患者的目标部位的多个特征点的第一空间三维坐标；矫正模块基于三维模型确定患者的目标部位表面的多个特征点的第二空间三维坐标；矫正模块基于第一空间三维坐标和第二空间三维坐标进行变形矫正，得到矫正后的患者的目标部位表面的三维模型。

4、在本申请可选的实施例中，上述第一空间三维坐标和第二空间三维坐标一一对应。

5、在本申请可选的实施例中，上述刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第二二维图像信息数据进行刚性配准的步骤，包括：刚性配准模块基于第二二维图像信息数据确定患者的目标部位的多个特征点的第三空间三维坐标；刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第三空间三维坐标进行刚性配准。

6、在本申请可选的实施例中，上述刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第三空间三维坐标进行刚性配准的步骤，包括：基于第三空间三维坐标确定目标视角；基于目标视角将矫正后的三维模型和第三空间三维坐标进行刚性配准，得到矫正后的三维模型和第三空间三维坐标的坐标变换关系。

7、在本申请可选的实施例中，上述医学影像数据包括：针对包含所述目标部位进行影像学检查得到的医学影像文件。

8、在本申请可选的实施例中，上述目标部位包括：头部、颈部、躯干。

9、在本申请可选的实施例中，上述方法还包括：对患者的目标部位的进行三维建模，得到患者的目标部位表面的三维模型。

10、在本申请可选的实施例中，上述刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第二二维图像信息数据进行刚性配准的步骤之后，方法还包括：基于刚性配准后的三维模型对患者的目标部位进行定位。

11、第二方面，本发明实施例还提供了一种快速配准的定位系统，用于上述的快速配准的定位方法。

12、本发明实施例带来了以下有益效果：

13、本发明实施例提供了一种快速配准的定位方法及系统，医学影像数据处理模块基于患者的目标部位的医学影像数据构建患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位的第一二维图像信息数据；矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正，得到矫正后的患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位在目标视角下的第二二维图像信息数据；刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第二二维图像信息数据进行刚性配准。该方式中，矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正可以消除患者外形微变导致的误差；基于实时检测的第二二维图像信息数据和矫正后的三维模型可以实现刚性配准实时定位；无需使用辅助点或辅助目标进行刚性配准，可以提高配准速度，减少操作流程。

14、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

15、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种快速配准的定位方法，其特征在于，应用于定位系统，所述定位系统包括：医学影像数据处理模块、图像采集模块、矫正模块和刚性配准模块，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矫正模块基于所述第一二维图像信息数据对所述三维模型进行变形矫正，得到矫正后的所述患者的目标部位表面的三维模型的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一空间三维坐标和所述第二空间三维坐标一一对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刚性配准模块基于矫正后的所述三维模型和所述第二二维图像信息数据进行刚性配准的步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刚性配准模块基于矫正后的所述三维模型和所述第三空间三维坐标进行刚性配准的步骤，包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述医学影像数据包括：针对包含所述目标部位进行影像学检查得到的医学影像文件。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述目标部位包括：头部、颈部、躯干。

8.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述刚性配准模块基于矫正后的所述三维模型和所述第二二维图像信息数据进行刚性配准的步骤之后，所述方法还包括：

10.一种快速配准的定位系统，其特征在于，用于执行权利要求1-9任一项所述的快速配准的定位方法。

技术总结
本发明提供了一种快速配准的定位方法及系统，医学影像数据处理模块基于患者的目标部位的医学影像数据构建患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位的第一二维图像信息数据；矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正，得到矫正后的患者的目标部位表面的三维模型；图像采集模块采集患者的目标部位在目标视角下的第二二维图像信息数据；刚性配准模块基于矫正后的三维模型和第二二维图像信息数据进行刚性配准。矫正模块基于第一二维图像信息数据对三维模型进行变形矫正可以消除患者外形微变导致的误差；可以实现刚性配准实时定位；无需使用辅助点或辅助目标进行刚性配准，可以提高配准速度，减少操作流程。

技术研发人员：黄朝荣,贾钊,魏雨
受保护的技术使用者：杭州安劼医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14