[发明专利]基于双目视觉定位的穿刺手术空间映射方法

说明书

本发明公开了基于双目视觉定位的穿刺手术空间映射方法，属于产品编码技术领域，包括：从各个电商平台下载商品；在编码系统中生成商品品牌、类型、属性以及流水号；选择需要编码的商品，根据商品品牌、类型、属性以及流水号的位数生成商品码；商品码生成后，再在各个电商平台上对商品进行编码。本发明从各个平台下载商品，在系统中生成商品品牌、类型、属性，并让商家自己设定对应的码号，让商家选择需要编码的商品，可以根据品牌、类型、属性、以及流水号的位数生成商品码，使没有编码的商品快速编码，让没有编码经验的商家可以方便的使用编码。

技术领域

本发明涉及一种视觉定位方法，特别是涉及基于双目视觉定位的穿刺手术空间映射方法，属于导航技术领域。

背景技术

近年来，穿刺手术在微创外科领域得到了迅速发展，具有创伤小、疼痛轻、恢复快和手术并发症小的特点，是传统开放性手术的一次重大变革，代表了医学手术发展的必然趋势,传统的经皮穿刺手术主要是在医学图像引导下，由医生手持穿刺针等工具对病人做穿刺介入，手术的效果很大程度上依赖于操作者的经验和技能，因此手术治疗效果差异较大，存在着穿刺病灶靶点定位不准、穿刺路径规划困难和穿刺精准度低的问题。

在医疗机器人导航系统中，空间定位是整个手术的关键，其作用就是实时测出手术器械的空间位置和姿态，通过术前与术中医学图像配准以及术中医学图像与患者、手术器械之间的配准关系，经过相应的坐标转换，控制手术器械达到要求的部位，从而实施相应的手术操作。研究医学图像三维模型坐标、机器人坐标系和视觉定位坐标系的空间融合定位技术等内容，建立基于医学图像辅助的精准穿刺机器人空间定位导航和空间坐标系配准，解决其精准定位的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供基于双目视觉定位的穿刺手术空间映射方法，主要偏重视觉算法的处理和推导，且方法简单，价格低廉。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

基于双目视觉定位的穿刺手术空间映射方法，包括以下步骤：

步骤1：医学图像空间内对病灶靶点、穿刺入针点以及穿刺路径位姿的定位；

步骤2：双目摄像机图像空间内对患者皮肤表层标记弹定位；

步骤3：双目摄像机图像空间内对机器人空间坐标的定位；

步骤4：计算出机器人空间内病灶靶点、穿刺入针点和穿刺路径位姿的定位。

进一步的，步骤1中，医学图像定位通过CT图像坐标系，且CT图像坐标系通过3D模型仿射坐标系建立与3D模型仿射坐标系一一对应的3D模型。

进一步的，步骤1中，在3D模型上粘贴至少4个标记点建立一个3D模型仿射坐标系，通过不在同一平面内的4个标记点建立参考坐标系，任选其中一个标记点M₀(x_m0,y_m0,z_m0)作为参考坐标系原点，且平行于CT图像坐标系的三个坐标轴方向，则3D模型仿射坐标系相对于CT图像坐标系发生了平移和旋转，其分别在x、y、z轴上平移距离为x_m0、y_m0、z_m0，其沿x、y、z轴旋转为0；

其他三个标记点M₁(x_m1,y_m1,z_m1)、M₂(x_m2,y_m,2,z_m2)、M₃(x_m3,y_m3,z_m3)建立仿射关系，从3D模型放射坐标系到图像坐标系的映射矩阵可表示为如下：

其转换公式可表示为：