CN115462902A - 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备 - Google Patents

基准标记点位置获取方法、装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115462902A
CN115462902A CN202211327999.1A CN202211327999A CN115462902A CN 115462902 A CN115462902 A CN 115462902A CN 202211327999 A CN202211327999 A CN 202211327999A CN 115462902 A CN115462902 A CN 115462902A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coordinate system
metal ball
transformation matrix
affine transformation
verification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211327999.1A
Other languages
English (en)
Inventor
周再望
黄志俊
刘金勇
钱坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lancet Robotics Co Ltd
Original Assignee
Lancet Robotics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lancet Robotics Co Ltd filed Critical Lancet Robotics Co Ltd
Priority to CN202211327999.1A priority Critical patent/CN115462902A/zh
Publication of CN115462902A publication Critical patent/CN115462902A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本申请提供了一种基准标记点位置获取方法、装置及电子设备，涉及医疗技术领域。配置块包括底板及参考阵列，底板上包括多个金属球，参考阵列上包括多个定位件、验证金属球及探针使用的凹槽，该方法包括：获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵；获得参考阵列坐标系至探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵；根据配准块中的各金属球及各验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各金属球在金属球验证点坐标系下的坐标；根据第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各金属球在金属球验证点坐标系下的坐标，获得各金属球在参考阵列坐标系下的坐标。如此，可提高配准CT图像所需使用的定位件与金属球相对位置的准确性。

Description

基准标记点位置获取方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及医疗技术领域，具体而言，涉及一种基准标记点位置获取方法、装置及电子设备。
背景技术
在影像导航式手术中，会使用配准块配准患者CT图像。配准块包括底板及光学参考阵列，底板上嵌设有多个金属球作为基准标记点，光学参考阵列中包括多个可被定位相机识别的反光球(或反光片)。其配准过程如下：将配准块固定在患者的目标手术区域，并将配准块随患者目标手术区域一起拍摄CT，得到三维的CT图像，从该CT图像中获得金属球影像的球心集合P1；利用定位相机捕捉到光学参考阵列上反光球(或反光片)的位置，进而可建立起光学参考阵列坐标系与定位单元坐标系的转换关系；接着，结合预先已知的反光球(或反光片)与金属球的相对位置，获得定位相机坐标系下的金属球球心集合P2；最后，通过计算点集P1与点集P2的转换关系，得到定位单元坐标系与CT图像坐标系的转换关系，CT图像配准完成。
由此可知，反光球(或反光片)与金属球的相对位置的准确性影响了CT图像配准的准确性。然而，目前使用的反光球(或反光片)与金属球的相对位置的准确性较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种基准标记点位置获取方法、装置、电子设备及可读存储介质，其能够提高配准CT图像所需使用的定位件与金属球相对位置的准确性。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请实施例提供一种基准标记点位置获取方法，应用于定位***，所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2，所述方法包括：
获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系；
获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；
根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；
根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
第二方面，本申请实施例提供一种基准标记点位置获取装置，应用于定位***，所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2，所述装置包括：
第一矩阵获得模块，用于获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系；
第二矩阵获得模块，用于获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；
位置获得模块，用于根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；
转换模块，用于根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现前述实施方式所述的基准标记点位置获取方法。
第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式所述的基准标记点位置获取方法。
本申请实施例提供的基准标记点位置获取方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于定位***，所述定位***中包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2。首先获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，以及获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；接着，根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；最后，根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。如此，可校准作为基准标记点的金属球在参考阵列坐标系下的位置，从而提高CT图像配准的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术使用的配准块的结构示意图；
图2为获得的CT图像的示意图；
图3为光学定位相机的使用示意图；
图4为本申请实施例提供的现有配准块的硬件结构导致金属球球心在参考阵列坐标系下的坐标值的偏差示意图；
图5为本申请实施例提供的配准块的结构示意图；
图6为探针坐标系示意图；
图7为本申请实施例提供的配准块在设计工程图图像坐标系下的示意图；
图8为本申请实施例提供的配准块与定位单元共同使用的示意图；
图9为本申请实施例提供的电子设备的方框示意图；
图10为本申请实施例提供的基准标记点位置获取方法的流程示意图；
图11为图10中步骤S110包括的子步骤的流程示意图；
图12图11中子步骤S112包括的子步骤的流程示意图；
图13为图10中步骤S120包括的子步骤的流程示意图；
图14为图10中步骤S130包括的子步骤的流程示意图；
图15为本申请实施例提供的基准标记点位置获取装置的方框示意图。
图标：100-电子设备；110-存储器；120-处理器；130-通信单元；200-基准标记点位置获取装置；210-第一矩阵获得模块；220-第二矩阵获得模块；230-位置获得模块；240-转换模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
目前在影像导航式手术中，一般会使用图1所示的配准块配准患者的CT图像。配准块的主体部分是聚合物质，在CT影像中不显影。如图1所示，配准块包括底板及光学参考阵列，底板上附有数量大于3个的金属球作为基准标记点，光学参考阵列上安装有能被定位相机识别的3个反光球或反光片。
其配准原理简述如下：
1.将配准块与患者的目标手术区域(通常是骨)通过某种方式固连(如用骨钉固定)，并将配准块随患者目标手术区域一起拍摄CT。得到的CT图像可如图2所示，配准块上的金属球影像与患者的骨头处于同一图像坐标系下，将所有金属球影像的球心集合记为P1。点集P1中包括各金属球的球心在CT图像坐标系下的坐标，CT图像坐标系为三维坐标系。
2.如图3所示，影像导航式手术中，定位相机能够捕捉到配准块参考阵列上光学球的位置，从而建立起光学参考阵列坐标系与定位相机坐标系的转换关系。同时配准块上各个金属球在光学参考阵列坐标系下的分布位置可以事先通过设计参数得知。因此，定位相机定位配准块的参考阵列即为定位配准块上的金属球，记定位相机坐标系下的所有金属球球心构成点集P2。点集P2中包括各金属球的球心在定位相机坐标系下的坐标，定位相机坐标系为三维坐标系。
3.通过计算点集P2与点集P1的转换关系，即可获得定位相机坐标系与CT图像坐标系的转换关系，CT图像配准完成。可将CT图像中的数据转换到定位相机坐标系下，CT图像中的骨影像又与患者真实的骨存在映射关系，故影像导航式的手术得以达成。
通过上述配准块使用原理简述可知，配准块上各个金属球球心的坐标与参考阵列上反光球的相对位置(即在参考阵列坐标系下，各金属球的球心坐标值)必须已知，且其值的准确性高低直接影响影像导航的精度。
当前通常通过以下两种方式获得配准时使用的金属球与参考阵列反光球的相对位置。
方式一：在配准块的设计图纸中确定金属球球心在光学参考阵列坐标系下的坐标值，并将该设计值用作配准。这种方式高度依赖硬件加工精度，几何设计值与几何实际值会存在误差。
配准块的硬件结构导致金属球球心在参考阵列坐标系下的坐标值存在图4所示的三种误差：
1.如图4中的A所示，配准块的参考阵列与嵌有金属球的底板是两个独立的部件，两者通过连接机构固连。该连接机构的制造误差导致金属球与反光球的相对位置偏离设计值。
2.如图4中的B所示，配准块的参考阵列制造误差，导致反光球的位置偏离设计值。
3.如图4中的C所示，配准块嵌有金属球的底板部分制造误差，导致金属球的位置偏离设计值。
方式二：在使用配准块进行CT图像配准前，使用光学探针采集配准块上金属球表面点在配准块参考阵列下的坐标值，通过拟合球面的方式获得球心，从而达到事前校准的目的。某些应用场景下，金属球直径只有2-3mm，且其嵌入配准块中，难以用探针获取其表面点；采集所有金属球的表面点过程繁琐。
针对上述情况，本申请实施例提供了一种基准标记点位置获取方法、装置、电子设备及可读存储介质，能够通过校准的方式获得配准块的金属球在配准块的参考阵列坐标系下的坐标，相对于直接使用设计图纸中金属球球心在光学参考阵列坐标系下的坐标值的方式，可提高配准CT图像所需使用的定位件与金属球相对位置的准确性，并且无需利用光学探针采集金属球表面点在配准块参考阵列下的坐标值。
值得说明的是，针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得到的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供一种定位***，该定位***可以包括配准块。如图5所示，该配准块可以包括底板及参考阵列。所述底板上设置有多个金属球作为基准标记点，金属球的数量大于3，具体数量可以结合实际需求设置。该多个金属球可以嵌设方式设置在所述底板上。所述参考阵列上包括多个定位件，所述定位件的数量大于2，比如3个，所述定位件可被对应的定位单元识别。所述定位件及定位单元具体可以结合实际需求设置，比如，所述定位件为反光球或反光片，所述定位单元为光学定位相机。
所述参考阵列上还可以包括多个验证金属球及探针使用的多个凹槽。其中，验证金属球作为金属球验证点，凹槽作为探针验证点。所述验证金属球与所述凹槽的数量可均大于2，且不共线，以便后续可建立相应的三维坐标系。
作为一种可能的实现方式，所述底板与所述参考阵列可以是固定连接。
作为另一种可能的实现方式，所述底板与所述参考阵列可以采用可调节的连接机构进行连接，以使得所述底板与所述参考阵列之间的相对位置可调。比如，如图5所示，所述底板与所述参考阵列之间可以两者之间的连线为轴相对旋转。由此，可以根据实际需求对参考阵列与底板的相对位置进行调整。
当前的配准块中底板与光学参考阵列之间的相对位置是固定的，即底板与光学参考阵列采用固连模式，一旦配准块固定于患者身体，光学参考阵列在定位相机下的姿态就不能再改变，光学参考阵列的活动度低，容易在术中造成遮挡。而本申请实施例提供的配准块中的参考阵列与底板的相对位置可调，则可以避免该问题。
作为一种可能的实现方式，如图5所示，本申请实施例的配准块相较于当前的配准块存在以下改进：1.参考阵列与镶嵌有金属球基准标记点的底板采用可调节的连接机构，使得参考阵列与底板的相对位置关系可以根据实际需求做调整；2.参考阵列上新增三处不位于同一直线的验证金属球作为金属球验证点；3.参考阵列上新增三处不位于同一直线的凹槽作为探针验证点。
可利用探针获得相应位置点在探针坐标系下的坐标。可选地，可利用光学追踪探针来获得坐标。光学追踪探针的结构如图6所示，附带三颗或四颗反光球构成一参考阵列，探针坐标系的原点位于探针尖端，坐标轴方向不做规定。其中，探针可先经过校准，比如进行摇笔，使得其坐标系原点与尖端完全重合。
如图5及图7所示，本申请实施例提供的配准块可建立出多个三维的直角坐标系。比如，根据多个定位件建立参考阵列坐标系，根据多个凹槽建立探针验证点坐标系，以及根据多个验证金属球建立金属球验证点坐标系。其中，上述三维坐标系的具体建立方式可以结合实际需求设置。
可选地，作为一种可能的实现方式，可以从设置的多个点中选出3个点，将其中一个点作为坐标系原点，再结合其他两个点以建立出三维坐标系。
如图7所示，以金属球验证点坐标系为例，配准块中包括3个不共线的验证金属球：a、b、c，可将验证金属球a的球心作为金属球验证点坐标系的原点，并将验证金属球a、b的球心连线作为X轴，进而结合验证金属球b、c的位置，确定出Y轴及Z轴，从而建立金属球验证点坐标系。
可以理解的是，还可以通过其他方式基于3个点建立一个三维坐标系，或者通过另外的方式基于数量大于3的点建立一个三维坐标系，三维坐标系的建立方式可根据实际请求设置，在此处及后文不做具体限制。为便于举例说明，后文在具体介绍如何建立三维坐标系时，均采用上述以金属球a的球心为原点、以验证金属球a、b的球心连线作为X轴、进而基于X轴确定Y轴及Z轴的方式，介绍如何建立相应的三维坐标系。
还可以在工程软件中设计配准块时，在虚拟图像空间建立一三维直角坐标系作为设计工程图图像坐标系，以便确定某些位置时使用。
如图8所示，可利用定位单元对配准块中的定位件及其它可识别的元件进行识别，可获得定位件及其它元件在定位单元坐标系下的坐标。其中，定位单元坐标系是根据定位单元确定的坐标系。
上述定位***中可以包括配准块、定位单元及探针，可利用本申请实施例提供的基准标记点位置获取方法获取该***中的金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
请参照图9，图9为本申请实施例提供的电子设备100的方框示意图。所述电子设备100可以是，但不限于，电脑、服务器等。所述电子设备100包括存储器110、处理器120及通信单元130。所述存储器110、处理器120以及通信单元130各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
其中，存储器110用于存储程序或者数据。所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器120用于读/写存储器110中存储的数据或程序，并执行相应地功能。比如，存储器110中存储有基准标记点位置获取装置200，所述基准标记点位置获取装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中的软件功能模块。所述处理器120通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块，如本申请实施例中的基准标记点位置获取装置200，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的基准标记点位置获取方法。
通信单元130用于通过网络建立所述电子设备100与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。
应当理解的是，图9所示的结构仅为电子设备100的结构示意图，所述电子设备100还可包括比图9中所示更多或者更少的组件，或者具有与图9所示不同的配置。图9中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
请参照图10，图10为本申请实施例提供的基准标记点位置获取方法的流程示意图。所述方法可由上述电子设备100执行。下面对基准标记点位置获取方法的具体流程进行详细阐述。该方法应用于定位***，所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2。在本实施例中，该方法可以包括步骤S110～S140。
步骤S110，获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵。
其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系。所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系。可以根据各所述凹槽及各所述验证金属球在同一三维坐标系下的坐标，从而获得所述第一仿射变换矩阵。也可以通过其他方式获得该第一仿射变换矩阵，在此不进行具体限定。
步骤S120，获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵。
其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系。还可以利用探针探测各凹槽，同时利用一可探测所述参考阵列的定位件及探针位置的定位设备获得在该定位设备坐标系下的坐标，从而得到所述第二仿射变换矩阵。也可以通过其他方式获得该第二仿射变换矩阵，在此不进行具体限定。
步骤S130，根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标。
将配准块固定在患者上，通过拍摄CT，获得CT图像。根据该CT图像，可以获得所述配准块中的各所述金属球及各所述金属球验证点，在该CT图像的CT图像坐标系下的坐标。其中，CT图像坐标系为三维直角坐标系。可根据所述验证金属球在CT图像坐标系下的坐标，建立金属球验证点坐标系与CT图像坐标系的转换关系，从而得到各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标。
步骤S140，根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
可将各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，基于所述第一仿射变换矩阵及第二仿射变换矩阵进行处理，从而将该坐标转换到参考阵列坐标系下。
如此，可校准作为基准标记点的金属球在参考阵列坐标系下的位置，从而提高CT图像配准的准确性。
作为一种可能的实现方式，可通过图11所示方式获得所述第一仿射变换矩阵。请参照图11，图11为图10中步骤S110包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，步骤S110可以包括子步骤S111～S114。
子步骤S111，获得设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标及各所述凹槽的坐标。
其中，所述设计工程图图像坐标系F0为虚拟图像空间的三维坐标系。该设计工程图图像坐标系F0可以是在配准块的设计阶段建立的，该设计工程图图像坐标系F0的原点可以为虚拟图像空间的任意处。在工程软件中，可将参考阵列与底板以任意角度组合，并获得此时各所述金属球的球心及各所述凹槽在所述设计工程图图像坐标系F0下的坐标。
如图7所示，有凹槽I、II、III，凹槽I、II、III在设计工程图图像坐标系F0下的坐标可依次记为pI，pII，pIII；有验证金属球a、b、c，验证金属球的球心坐标在设计工程图图像坐标系F0下的坐标可依次记为pa、pb、pc。
设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标及各所述凹槽的坐标，可以在设计阶段获得并保存，当需要使用时再从保存数据中读取。
子步骤S112，根据所述设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标，获得所述设计工程图图像坐标系至所述金属球验证点坐标系的第三仿射变换矩阵。
在获得所述设计工程图图像坐标系F0下各所述金属球的球心坐标的情况下，可根据各所述金属球的球心在所述设计工程图图像坐标系F0下的坐标，建立金属球验证点坐标系F1。进而可根据各所述金属球的球心在所述设计工程图图像坐标系F0下的坐标以及在金属球验证点坐标系F1的坐标，获得所述设计工程图图像坐标系F0至所述金属球验证点坐标系F1的第三仿射变换矩阵T01。或者，在金属球验证点坐标系F1的情况下，通过其他方式获得第三仿射变换矩阵T01。
作为一种可能的示例，所述金属球验证点坐标系根据三个所述验证金属球建立，可通过图12所示方式获得所述第三仿射变换矩阵T01。请参照图12，图12图11中子步骤S112包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，子步骤S112可以包括子步骤S1121～子步骤S1124。
子步骤S1121，将其中一个所述金属球的球心作为所述金属球验证点坐标系的原点，并根据该原点所在的所述金属球的球心坐标与另一个所述金属球的球心坐标，计算得到所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量。
子步骤S1122，根据该原点所在的所述金属球的球心坐标、剩下的一个所述金属球的球心坐标及所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量，计算得到所述金属球验证点坐标系的Y轴方向向量。
子步骤S1123，根据所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量及Y轴方向向量，计算得到所述金属球验证点坐标系的Z轴方向向量。
子步骤S1124，根据所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量、Y轴方向向量、Z轴方向向量，以及所述金属球验证点坐标系的原点在所述设计工程图图像坐标系下的坐标，得到所述第三仿射变换矩阵。
下面以举例的方式介绍具体如何获得第三仿射变换矩阵T01。第三仿射变换矩阵T01用于表示旋转及平移。
如图7所示，所述金属球验证点坐标系根据三个所述验证金属球a、b、c建立。
在所述设计工程图图像坐标系F0下，金属球验证点坐标系F1的原点位于验证金属球a的球心pa(xa,ya,za)，金属球验证点坐标系F1的各轴方向向量的计算方式如下：
Figure BDA0003912707080000141
Figure BDA0003912707080000142
Figure BDA0003912707080000143
其中，(r00,r10,r20)表示
Figure BDA0003912707080000144
的向量，其它以此类推。
故，所述设计工程图图像坐标系F0至所述金属球验证点坐标系F1的第三仿射变换矩阵T01可以表示为：
Figure BDA0003912707080000145
子步骤S113，根据所述设计工程图图像坐标系下各所述凹槽的坐标，获得所述设计工程图图像坐标系至所述探针验证点坐标系的第四仿射变换矩阵。
子步骤S113的实现方式与子步骤S112同理，相关描述可以参照上文说明。
下面以根据三个凹槽建立探针验证点坐标系F2为例，介绍如何获得第四仿射变换矩阵T02。
如图7所示，所述探针验证点坐标系F2根据三个凹槽I、II、III建立。
探针验证点坐标系F2的原点位于凹槽I处，在所述设计工程图图像坐标系F0下，凹槽I的坐标为pI(xI，yI，zI)，探针验证点坐标系F2的各轴方向向量的计算方式如下：
Figure BDA0003912707080000151
Figure BDA0003912707080000152
Figure BDA0003912707080000153
故，所述设计工程图图像坐标系F0至所述探针验证点坐标系F2的第四仿射转换矩阵T02可以表示为：
Figure BDA0003912707080000154
子步骤S114，根据所述第三仿射变换矩阵及所述第四仿射变换矩阵，计算得到所述第一仿射变换矩阵。
所述第一仿射变换矩阵T21为：T21＝T02 -1·T01。
可选地，所述凹槽与所述验证金属球可以一体成型，如此可以保证通过上述方式获得的第一仿射变换矩阵与制造出的实际配准块所对应的第一仿射变换矩阵之间的误差可以忽略不计。
可选地，在第一次使用上述配准块时，可以通过子步骤S111～子步骤S114获得所述第一仿射变换矩阵；在非第一次使用上述配准块时，可直接获得第一次计算出的第一仿射变换矩阵，如此，可以快速获得第一仿射变换矩阵。
在本实施例中，所述定位***还包括定位单元，所述定位单元用于追踪探针及所述定位件。可如图8所示，由所述定位单元确定一定位单元坐标系，由所述探针确定一探针坐标系，定位单元坐标系及探针坐标系均为三维的直角坐标系。可通过图13所示方式获得所述第二仿射变换矩阵。请参照图13，图13为图10中步骤S120包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，步骤S120可以包括子步骤S121～子步骤S124。
子步骤S121，针对各所述凹槽，获得该凹槽对应的定位单元坐标系至探针坐标系的第五仿射变换矩阵，以及该凹槽对应的所述定位单元坐标系至所述参考阵列坐标系的第六仿射变换矩阵。
作为一种可能的实现方式，在定位单元同时可见探针及参考阵列的定位件的情况下，可将探针尖端依次置于各凹槽处，以利用定位件及凹槽在定位单元坐标系下的坐标，获得各凹槽对应的定位单元坐标系至探针坐标系Fp的第五仿射变换矩阵、以及各凹槽对应的所述定位单元坐标系至所述参考阵列坐标系F3的第六仿射变换矩阵。
如图8所示，可将探针尖端依次放置于凹槽I、II、III处，利用所述定位单元追踪所述探针及所述定位件，从而获得并依序记录如下信息：当探针尖端位于凹槽I处时，定位单元坐标系至探针坐标系Fp的第五仿射变换矩阵T1，定位单元坐标系至参考阵列坐标系F3的第六仿射变换矩阵T1'；当探针尖端位于凹槽II处时，定位单元坐标系至探针坐标系Fp的第五仿射变换矩阵T2，定位单元坐标系至参考阵列坐标系F3的第六仿射变换矩阵T2'；当探针尖端位于凹槽III处时，定位单元坐标系至探针坐标系Fp的第五仿射变换矩阵T3，定位单元坐标系至参考阵列坐标系F3的第六仿射变换矩阵T3'。
可选地，通过放置探针获得第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵的方式可以在术前进行，也可以在术中进行。为提高可操作性，在本实施例中，在术前阶段，依次将所述探针置于各凹槽处，从而获得该凹槽对应的所述第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵。如此，可避免术中的繁琐探针采集操作。
子步骤S122，针对各所述凹槽，根据该凹槽对应的所述第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵，计算得到该凹槽对应的所述参考阵列坐标系至所述探针坐标系的第六仿射变换矩阵。
接上述举例，在获得凹槽I、II、III各自对应的第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵的情况下，可计算得到凹槽I、II、III各自对应的第七仿射变换矩阵。其中，第七仿射变换矩阵的计算方式为：
T3pI＝(T1')-1·T1,
T3pII＝(T2')-1·T2,
T3pIII＝(T3')-1·T3
其中，T3pI表示凹槽I对应的所述参考阵列坐标系F3至所述探针坐标系Fp的第七仿射变换矩阵，T3pII表示表示凹槽II对应的所述参考阵列坐标系F3至所述探针坐标系Fp的第七仿射变换矩阵，T3pIII表示表示凹槽III对应的所述参考阵列坐标系F3至所述探针坐标系Fp的第七仿射变换矩阵。
子步骤S123，根据各所述凹槽对应的第七仿射变换矩阵，获得各所述凹槽在所述参考阵列坐标系下的坐标。
子步骤S124，根据各所述凹槽在所述参考阵列坐标系下的坐标，获得所述第二仿射变换矩阵。
如前文所示，仿射变换矩阵的最后一列的前三行表示一个坐标系的原点在另一个坐标系下的坐标。因此，在获得各凹槽对应的第七仿射变换矩阵的情况下，可以获得各凹槽在参考阵列坐标系F3下的坐标，进而可建立探针验证点坐标系F2。之后，可根据各凹槽在参考阵列坐标系F3下的坐标以及在探针验证点坐标系F2中的坐标，计算得到所述参考阵列坐标系F3至所述探针验证点坐标系F2的第二仿射变换矩阵T32。
比如，接上述举例，有三个凹槽I、II、III，则可以通过以下方式获得所述第二仿射变换矩阵T32。
T[i,j]表示矩阵T第i行第j列的元素，则在参考阵列坐标系F3下，凹槽I、II、III的坐标值p'I、p'II、p'III可以表示为：
Figure BDA0003912707080000171
在参考阵列坐标系F3下，探针验证点坐标系F2的原点位于p'I，探针验证点坐标系F2的各轴方向向量额定计算方式如下：
Figure BDA0003912707080000181
Figure BDA0003912707080000182
Figure BDA0003912707080000183
故，所述参考阵列坐标系F3至所述探针验证点坐标系F2的第二仿射变换矩阵T32可以表示为：
Figure BDA0003912707080000184
在本实施例中，所述底板与所述参考阵列之间的相对位置可调，所述底板与所述参考阵列之间的相对位置在所述术前阶段及获得所述CT图像时相同或不同。参考阵列可以根据实际需要(如避免被遮挡)调整位置，其术中姿态在采集CT影像中的验证金属球坐标后可以得到校准。
请参照图14，图14为图10中步骤S130包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，步骤S130可以包括子步骤S131～子步骤S133。
子步骤S131，获得在CT图像坐标系下的各所述验证金属球的球心坐标及各所述金属球的球心坐标。
子步骤S132，根据所述CT图像坐标系下的各所述验证金属球的球心坐标，获得所述CT图像坐标系至所述金属验证点坐标系的第八仿射变换矩阵。
子步骤S133，根据所述CT图像坐标系下各所述金属球的球心坐标及所述第八仿射变换矩阵，计算得到各所述金属球在所述金属验证点坐标系下的球心坐标。
在本实施例中，在术中，可将配准块与患者一起拍摄CT，获得CT图像。然后，在CT图像坐标系F4中，可通过依次手动点选的方式确定各验证金属球及各金属球，或者通过自动识别的方式或者其他方式确定出CT图像中的验证金属球及金属球，进而得到各验证金属球及各金属球在CT图像坐标系F4中的坐标。若配准块中金属球及验证金属球的设置方式如图8所示，则各验证金属球及各金属球在CT图像坐标系F4中的坐标，可依序记其齐次形式为p1，p2，p3，p4，p5，p'a，p'b，p'c。
在CT图像坐标系F4下，金属球验证点坐标系F1的原点为金属球a影像的球心坐标p'a(x'a,y'a,z'a)，金属球验证点坐标系F1此时的各轴方向向量的计算方式如下：
Figure BDA0003912707080000191
Figure BDA0003912707080000192
Figure BDA0003912707080000193
则CT图像坐标系F4至金属验证点坐标系F1的第八仿射变换矩阵T41可以表示为：
Figure BDA0003912707080000194
在获得第八仿射变换矩阵T41的情况下，则可以利用第八仿射变换矩阵T41获得各金属球在金属球验证点坐标系F1下的坐标为：pi'＝(T41)-1·pi,(i＝1,2,3,4,5)。
对于金属球i(i＝1,2,3,4,5)，计算其在参考阵列F3下的齐次坐标值pi”为：pi”＝T32·T21·pi',(i＝1,2,3,4,5)。如此，则获得了各金属球在参考阵列坐标系下的坐标值，即，得到了各金属球与定位件的相对位置关系。
本申请实施例提供的上述校准方案，通过在参考阵列上设置验证金属球与凹槽的方式，首先使用凹槽校准验证金属球与参考阵列的相对位置关系；再采集CT金属球影像中心，借此校准金属球与验证金属球的相对位置关系；最终将上述两组关系串联，得到需要的金属球在光学参考阵列下的坐标值。同时，验证金属球与凹槽位于一体成型的参考阵列部件上，其相对位置关系的误差可以忽略不计，因此可以使用设计工程图图像坐标系来获得金属球与凹槽的相对位置关系。
本申请实施例提供的上述方案，可以避免前文所说的三种形式制造误差的影响。并且，通过设置参考阵列与嵌有金属球的底板之间的相对位置关系无需锁死固定，使得可以根据实际需要调整参考阵列的位置，比如，为避免被遮挡而调整参考阵列位置，可提高参考阵列在定位单元下的可见度，其术中姿态在采集CT影像中的验证金属球坐标后可以得到校准。验证金属球点的影像采集同金属球一同在术中进行，采集金属球在CT影像中的位置是手术原本就需要的操作，故本套校准方法在术中几乎不影响原有术中操作流程。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种基准标记点位置获取装置200的实现方式，可选地，该基准标记点位置获取装置200可以采用上述图9所示的电子设备100的器件结构。进一步地，请参照图15，图15为本申请实施例提供的基准标记点位置获取装置200的方框示意图。需要说明的是，本实施例所提供的基准标记点位置获取装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
在本实施例中，所述基准标记点位置获取装置200可应用于定位***。所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2。所述基准标记点位置获取装置200可以包括：第一矩阵获得模块210、第二矩阵获得模块220、位置获得模块230及转换模块240。
所述第一矩阵获得模块210，用于获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵。其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系。
所述第二矩阵获得模块220，用于获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵。其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系。
所述位置获得模块230，用于根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标。
所述转换模块240，用于根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图9所示的存储器110中或固化于电子设备100的操作***(Operating System，OS)中，并可由图1中的处理器120执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器110中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基准标记点位置获取方法。
综上所述，本申请实施例提供一种基准标记点位置获取方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于定位***，所述定位***中包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2。首先获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，以及获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；接着，根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；最后，根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。如此，可校准作为基准标记点的金属球在参考阵列坐标系下的位置，从而提高CT图像配准的准确性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基准标记点位置获取方法，其特征在于，应用于定位***，所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2，所述方法包括：
获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系；
获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；
根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；
根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽与所述验证金属球一体成型，所述获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，包括：
获得设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标及各所述凹槽的坐标，其中，所述设计工程图图像坐标系为三维坐标系；
根据所述设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标，获得所述设计工程图图像坐标系至所述金属球验证点坐标系的第三仿射变换矩阵；
根据所述设计工程图图像坐标系下各所述凹槽的坐标，获得所述设计工程图图像坐标系至所述探针验证点坐标系的第四仿射变换矩阵；
根据所述第三仿射变换矩阵及所述第四仿射变换矩阵，计算得到所述第一仿射变换矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属球验证点坐标系根据三个所述验证金属球建立，所述根据所述设计工程图图像坐标系下各所述金属球的球心坐标，获得所述设计工程图图像坐标系至所述金属球验证点坐标系的第三仿射变换矩阵，包括：
将其中一个所述金属球的球心作为所述金属球验证点坐标系的原点，并根据该原点所在的所述金属球的球心坐标与另一个所述金属球的球心坐标，计算得到所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量；
根据该原点所在的所述金属球的球心坐标、剩下的一个所述金属球的球心坐标及所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量，计算得到所述金属球验证点坐标系的Y轴方向向量；
根据所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量及Y轴方向向量，计算得到所述金属球验证点坐标系的Z轴方向向量；
根据所述金属球验证点坐标系的X轴方向向量、Y轴方向向量、Z轴方向向量，以及所述金属球验证点坐标系的原点在所述设计工程图图像坐标系下的坐标，得到所述第三仿射变换矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位***还包括定位单元，所述定位单元用于追踪探针及所述定位件，所述获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，包括：
针对各所述凹槽，获得该凹槽对应的定位单元坐标系至探针坐标系的第五仿射变换矩阵，以及该凹槽对应的所述定位单元坐标系至所述参考阵列坐标系的第六仿射变换矩阵，其中，所述定位单元坐标系由所述定位单元确定，所述探针坐标系由所述探针确定；
针对各所述凹槽，根据该凹槽对应的所述第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵，计算得到该凹槽对应的所述参考阵列坐标系至所述探针坐标系的第七仿射变换矩阵；
根据各所述凹槽对应的第七仿射变换矩阵，获得各所述凹槽在所述参考阵列坐标系下的坐标；
根据各所述凹槽在所述参考阵列坐标系下的坐标，获得所述第二仿射变换矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对各所述凹槽，获得该凹槽对应的定位单元坐标系至探针坐标系的第五仿射变换矩阵，以及该凹槽对应的所述定位单元坐标系至所述参考阵列坐标系的第六仿射变换矩阵，包括：
在术前阶段，在依次将所述探针置于一个所述凹槽处的情况下，利用所述定位单元追踪所述探针及所述定位件，获得该凹槽对应的所述第五仿射变换矩阵及第六仿射变换矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述底板与所述参考阵列之间的相对位置可调，所述底板与所述参考阵列之间的相对位置在所述术前阶段及获得所述CT图像时相同或不同。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，包括：
获得在CT图像坐标系下的各所述验证金属球的球心坐标及各所述金属球的球心坐标；
根据所述CT图像坐标系下的各所述验证金属球的球心坐标，获得所述CT图像坐标系至所述金属验证点坐标系的第八仿射变换矩阵；
根据所述CT图像坐标系下各所述金属球的球心坐标及所述第八仿射变换矩阵，计算得到各所述金属球在所述金属验证点坐标系下的球心坐标。
8.一种基准标记点位置获取装置，其特征在于，应用于定位***，所述定位***包括配准块，所述配置块包括底板及参考阵列，所述底板上包括多个金属球，所述参考阵列上包括多个定位件、多个验证金属球及探针使用的多个凹槽，所述定位件、验证金属球及凹槽的数量大于2，所述装置包括：
第一矩阵获得模块，用于获得探针验证点坐标系至金属球验证点坐标系的第一仿射变换矩阵，其中，所述探针验证点坐标系是根据所述多个凹槽建立的三维坐标系，所述金属球验证点坐标系是根据所述多个验证金属球建立的三维坐标系；
第二矩阵获得模块，用于获得参考阵列坐标系至所述探针验证点坐标系的第二仿射变换矩阵，其中，所述参考阵列坐标系是根据所述多个定位件建立的三维坐标系；
位置获得模块，用于根据所述配准块中的各所述金属球及各所述验证金属球在所获得的CT图像中的位置，获得各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标；
转换模块，用于根据所述第一仿射变换矩阵、第二仿射变换矩阵及各所述金属球在所述金属球验证点坐标系下的坐标，获得各所述金属球在所述参考阵列坐标系下的坐标。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-7中任意一项所述的基准标记点位置获取方法。
10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的基准标记点位置获取方法。
CN202211327999.1A 2022-10-27 2022-10-27 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备 Pending CN115462902A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211327999.1A CN115462902A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211327999.1A CN115462902A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115462902A true CN115462902A (zh) 2022-12-13

Family

ID=84337111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211327999.1A Pending CN115462902A (zh) 2022-10-27 2022-10-27 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115462902A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115868999A (zh) * 2023-02-01 2023-03-31 苏州一目万相科技有限公司 射线成像***的定位方法、定位装置和可读存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115868999A (zh) * 2023-02-01 2023-03-31 苏州一目万相科技有限公司 射线成像***的定位方法、定位装置和可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11166767B2 (en) Alignment precision
US7970174B2 (en) Medical marker tracking with marker property determination
US9672607B2 (en) Identification and registration of multi-marker jig
US20040019274A1 (en) Method and apparatus for collecting and processing physical space data for use while performing image-guided surgery
US9002432B2 (en) Method and device for calibrating a medical instrument
US20060050988A1 (en) Fluoroscopy image verification
JP2016538552A (ja) コンピュータ断層撮影の較正装置および方法
US20090310832A1 (en) Medical Image Processing Method
CN115661214A (zh) 一种配准精度验证方法及装置
CN115462902A (zh) 基准标记点位置获取方法、装置及电子设备
CN115568945A (zh) 一种手术导航基准标记点的位置校准方法
CN112190328A (zh) 一种全息透视定位***及定位方法
US9273956B2 (en) Method for determining a distance by X-ray imaging, and X-ray device
Herregodts et al. An improved method for assessing the technical accuracy of optical tracking systems for orthopaedic surgical navigation
CN115553945A (zh) 一种导航式牙科手机钻针的配准方法
CN107802347B (zh) 标定装置
US11896286B2 (en) Magnetic and optical catheter alignment
KR20180117323A (ko) 엑스선 장치의 캘리브레이션 방법 및 이를 위한 캘리브레이션 장치
JP6974030B2 (ja) レジストレーションマーカー、レジストレーションマーカーの活用プログラム、及びロボットシステムの作動方法
CN113679328A (zh) 一种基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定方法及装置
JP5421738B2 (ja) バイオプシ用ファントム
CN115737121A (zh) 一种手术机器人导航方法、装置及***
CN116115384A (zh) 种植窝洞探测器、方法、装置、计算机设备及存储介质
CN117582243A (zh) 一种c形臂x光机的标定***及空间定位方法
CN116309877A (zh) 一种空间模型精度验证装置、验证方法及配准***精度验证方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination