[发明专利]一种用于辅助穿刺系统的病灶位置动态跟踪方法

权利要求书

1.一种用于辅助穿刺系统的病灶位置动态跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，将装有相机(1)的支架(2)安装在CT病床(8)旁，患者(7)依据病灶部位，平躺或侧躺于病床(8)上，将标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)分别粘于患者病灶(6)体表附近，且确保三个标记物均在摄像头视野范围内；

步骤2)，进行CT扫描，获取DICOM图像数据；

步骤3)，处理图像数据，获得标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的中心点与病灶(6)在CT图像坐标系下的位置信息，计算得到病灶(6)及标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)相对于床板的坐标，得到病灶(6)与标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的相对位置关系；

步骤4)，在穿刺机器人进行定位穿刺之前，利用相机(1)获取标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的实时坐标；

步骤5)，将标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的实时坐标转换至床板坐标系中，通过相对位置关系反算病灶(6)的最新坐标；

步骤6)，患者吸气并屏住呼吸，穿刺机器人系统根据获得的病灶动态位置信息，实时更新机器人执行机构的目标位置，完成精准穿刺。

2.如权利要求1所述的动态跟踪方法，其特征在于：步骤1)中，标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)选取不同形状或不同颜色的图形，其选用的材料为可被CT扫描成像的材料。

3.如权利要求1所述的动态跟踪方法，其特征在于：步骤3)中，以床板为基准建立坐标系，依据图像坐标系与床板坐标系之间的关系，得到病灶(6)在床板坐标系下的坐标，记为P_o(X_p、Y_p、Z_p)，标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的中心点在床板坐标系下的坐标分别记为A₁(X_a、Y_a、Z_a)、B₁(X_b、Y_b、Z_b)、C₁(X_c、Y_c、Z_c)，即得到在床板坐标系下，病灶(6)与标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的相对位置关系。

4.如权利要求3所述的动态跟踪方法，其特征在于：步骤4)中，在穿刺机器人进行定位穿刺之前，利用相机(1)实时获得标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)的中心点在相机(1)坐标系下的位置，坐标分别记为A′₁(X′_a、Y′_a、Z′_a)、B′₁(X′_b、Y′_b、Z′_b)、C′₁(X′_c、Y′_c、Z′_c)，依据相机(1)坐标系与床板坐标系的相对位置关系，获得三个标记物在床板坐标系下的实时坐标，分别记为A″₁(X″_a、Y″_a、Z″_a)、B″₁(X″_b、Y″_b、Z″_b)、C″₁(X″_c、Y″_c、Z″_c)。

5.如权利要求4所述的动态跟踪方法，其特征在于：步骤5)中，根据CT的DICOM图像得到的病灶(6)与标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)之间在床板坐标系下的相对位置关系，以及摄像头1得到的标记物一(3)、标记物二(4)、标记物三(5)在床板坐标系下的实时坐标信息，计算得到病灶(6)在床板坐标系下的实时坐标信息，记为P′₀(X′_p、Y′_p、Z′_p)。