[发明专利]一种手术导航装置、系统、标定方法、介质及电子设备

权利要求书

1.一种手术导航装置，其特征在于，所述手术导航装置包括：

CT图像获取模块，用于获取患者的CT图像；

三维模型构建模块，与所述CT图像获取模块相连，用于根据所述患者的CT图像获取手术区域的三维模型；

第一坐标获取模块，用于获取第一坐标，所述第一坐标是指所述手术区域在患者坐标系中的坐标，所述患者坐标系是指基于所述患者的坐标系；

第二坐标获取模块，与所述第一坐标获取模块相连，用于将所述第一坐标转换为第二坐标，所述第二坐标是指所述手术区域在一投影仪坐标系中的坐标，所述投影仪坐标系是指基于一投影仪的坐标系；

投影控制模块，与所述三维模型构建模块和所述第二坐标获取模块相连，用于根据所述第二坐标控制所述投影仪将所述手术区域的三维模型投射至所述手术区域；

其中，所述第二坐标获取模块包括：

第一变换矩阵获取单元，用于获取第一变换矩阵，所述第一变换矩阵是指所述患者坐标系与一参考架坐标系之间的变换矩阵，所述参考架坐标系是指基于一第一参考架的坐标系，所述第一参考架用于固定于所述患者身上；

第二变换矩阵获取单元，用于获取第二变换矩阵，所述第二变换矩阵是指所述参考架坐标系与一空间定位仪坐标系之间的变换矩阵，所述空间定位仪坐标系是指基于一空间定位仪的坐标系；

第三变换矩阵获取单元，用于获取第三变换矩阵，所述第三变换矩阵是指所述空间定位仪坐标系与所述投影仪坐标系之间的变换矩阵；

坐标变换单元，与所述第一变换矩阵获取单元、所述第二变换矩阵获取单元、所述第三变换矩阵获取单元和所述第一坐标获取模块相连，用于根据所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵和所述第三变换矩阵对所述第一坐标进行变换，以得到所述第二坐标。

2.根据权利要求1所述的手术导航装置，其特征在于，所述第一变换矩阵获取单元包括：

第三坐标获取子单元，用于获取多个特征点在所述患者坐标系中的坐标；

第四坐标获取子单元，用于获取所述多个特征点在所述参考架坐标系中的坐标；

变换矩阵获取子单元，与所述第三坐标获取子单元和所述第四坐标获取子单元相连，用于根据所述多个特征点在所述患者坐标系中的坐标以及所述多个特征点在所述参考架坐标系中的坐标进行配准，进而获取所述第一变换矩阵。

3.根据权利要求1所述的手术导航装置，其特征在于：

所述第一参考架包括多个反光球，所述空间定位仪根据所述第一参考架上的反光球获取所述第二变换矩阵；和/或

所述投影仪上固定有第二参考架，所述第二参考架包括多个反光球，所述空间定位仪根据所述第二参考架上的反光球获取所述第三变换矩阵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的手术导航装置，其特征在于：所述手术导航装置还包括标定模块，所述标定模块与所述投影仪相连，用于对所述投影仪进行标定。

5.根据权利要求4所述的手术导航装置，其特征在于，所述投影控制模块还用于控制所述投影仪向一平面投射一标定图案；所述标定模块包括：

标定点坐标获取单元，用于获取所述标定图案中多个标定点在空间定位仪坐标系中的三维坐标；

标定点坐标转换单元，与所述标定点坐标获取单元相连，用于将所述多个标定点在空间定位仪坐标系中的三维坐标转换为所述多个标定点在所述投影仪坐标系中的三维坐标；透视投影矩阵获取单元，与所述标定点坐标转换单元相连，用于根据所述多个标定点在所述投影仪坐标系中的三维坐标与所述多个标定点的二维像素坐标获取一透视投影矩阵；

投影参数获取单元，与所述透视投影矩阵获取单元相连，用于根据所述透视投影矩阵对所述投影仪进行标定，以获取所述投影仪在所述投影仪坐标系中的投影参数。

6.一种手术导航系统，其特征在于：

所述手术导航系统包括权利要求1-5任一项所述的手术导航装置；并且

所述手术导航系统还包括投影仪、空间定位仪、第一参考架、第二参考架和/或探针。