(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211353647.3 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 北京精准医械科技有限公司 地址 100085 北京市海淀区创业中路3 6号3 层307室 (72)发明人 刘章石　宋战江　王嘉　 (74)专利代理 机构 北京首捷专利代理有限公司 11873 专利代理师 梁婧宇 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/30(2017.01) G06T 7/60(2017.01) G06T 7/70(2017.01) A61B 34/00(2016.01)A61B 34/20(2016.01) A61B 34/30(2016.01) (54)发明名称 一种在医学影像中器械的配准方法和系统 及相关设备 (57)摘要 本发明公开了一种在医学影像中器械的配 准方法和系统及相关设备， 该方法包括： 获取待 处理的医学影像序列； 提取医学影像序列中的两 类信息； 第一类为医学影像序列中每一张图像的 位置和姿态信息； 第二类为在配准球截面圆的任 意标记点及标记点位置信息； 提取含有配准球截 面圆的图像子集， 并在每一张图像中计算所包含 截面圆的圆心位置和半径， 得到一组截面圆的圆 心位置和半径 值的数据集； 计算求得配准球在核 磁共振环 境中的空间坐标位置， 实现对器械的配 准。 该配准方法无需对图像进行三维重建， 对医 生操作也无较高要求， 只需医生在需要定位的球 体任意截面上点击任意一点， 即可快速自动计算 识别球心位置， 进而有助于实现对手术机器人或 机械臂进行配准。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115409838 A 2022.11.29 CN 115409838 A 1.一种在医学影 像中器械的配准方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： S1、 获取待处 理的医学影 像序列； S2、 提取所述医学影像序列中的两类信息； 第一类为所述医学影像序列中每一张图像 的位置和姿态信息； 第二类为标记信息； 所述标记信息为在配准球截面圆的任意标记点及 标记点位置信息； S3、 提取含有所述配准球截面圆的图像子集， 并在每一张图像中计算所包含截面圆的 圆心位置和半径， 得到一组截面圆的圆心位置和半径值的数据集； S4、 根据所述数据集， 计算求得所述配准球在核磁共振环境中的空间坐标位置， 实现对 器械的配准。 2.根据权利要求1所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤S3 包括： S31、 提取含有所述配准球截面圆的图像子集， 根据标记点位置信息、 配准球直径大小 和所有图像的位置信息， 过 滤掉所有不含所述配准球截面的图像； S32、 对剩下的每一张图像 中配准球截面圆进行圆心位置和半径值的计算， 得到一组截 面圆的圆心位置和半径值的数据集。 3.根据权利要求2所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤 S31中， 提取含有所述配准球截面的图像子集， 包括： S311、 提取含有所述配准球截面圆的图像子集时， 搜寻图像的距离范围为： 以标记点位 置所在面 为中间面， 前后各移动预设距离； S312、 选择在所述预设距离范围内所有的图片作为计算所需要 的图像子集； 所述预设 距离大于等于所述配准球的直径。 4.根据权利要求3所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤 S32中， 进行圆心位置和半径值的计算， 包括： S321、 以标记点在图像中的位置或在其他图像中投影位置为中心、 以所述配准球直径X 倍的长度作为 边长的矩形， 确定检测范围； S322、 在确定检测范围后， 利用matlab的函数imfindcircles来检测和计算每一 张图中 该检测范围内的截面圆心位置和半径。 5.根据权利要求4所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤 S321还包括： 当一张图像中包含多个配准球的圆截面 时， 选择各个圆截面的圆心到标记点最短距离 的圆截面， 作为当前需要检测的配准球。 6.根据权利要求5所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤 S4， 包括： S41、 计算所述数据集中各截面圆心在图像坐标系中坐标的平均值 ； S42、 假设所述配准球球心位于一虚拟截面上， 且所述虚拟截面与各个截面平行， 则所 述配准球球心在所述虚拟截面上的投影坐标为 ， 所述配准球在虚拟截面上生成的 截面圆的半径即为配准球的半径值 ； 在其他截面上生成的截面圆的半径为 ； 其中 ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115409838 A 2S43、 在各个截面圆心连线上用最小二乘法寻找一点， 若该点到各个截面圆边界距离的 均值最接近所述配准球的半径值 ， 则该点所在截面即为虚拟截面， 且该点的空间坐标位 置为所述配准球 球心在核磁共 振环境中的空间坐标位置， 实现对器械的配准。 7.根据权利要求6所述的一种在医学影像中器械的配准方法， 其特征在于， 所述步骤 S43， 包括： 采用线性插值法得到所述虚拟截面圆在核磁共 振空间中的位置 ； 利用如下公式计算得 出球心坐标 ： 其中 为虚拟截面坐标系到核磁共振坐标系的坐标变换矩阵；   组成了 由虚拟截面坐标系到核磁共振坐标系的旋转矩阵， 且 该组值由Dicom图像信息中获得； 坐标 系0为核磁共振坐标系， 坐标系1为球心所在虚拟截面的坐标系； 点 为球心 在虚拟截面中的坐标， 是球心在核磁共 振坐标系中的坐标。 8.一种在医学影 像中器械的配准系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取待处 理的医学影 像序列； 第一提取模块， 用于提取所述医学影像序列中的两类信息； 第一类为所述医学影像序 列中每一张图像的位置和姿态信息； 第二类为标记信息； 所述标记信息为在配准球截面圆 的任意标记点及标记点 位置信息； 第二提取模块， 用于提取含有所述配准球截面圆的图像子集， 并在每一张图像中计算 所包含截面圆的圆心位置和半径， 得到一组截面圆的圆心位置和半径值的数据集； 配准模块， 用于根据所述数据集， 计算求得所述配准球在核磁共振环境中的空间坐标 位置， 实现对器械的配准。 9.一种控制设备， 其特征在于， 包括： 存储器、 处理器及存储于存储器上并可在处理器 上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1 ‑7任一项所述的一种 在医学影 像中器械的配准方法。 10.一种计算机存储介质， 其特征在于， 所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指 令， 所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1 ‑7任一项所述的一种在医学 影像中器械的配准方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115409838 A 3