(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210776331.9 (22)申请日 2022.07.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114831731 A (43)申请公布日 2022.08.02 (66)本国优先权数据 202210542350.5 2022.05.17 CN (73)专利权人 真健康(北京)医疗科技有限公司 地址 100192 北京市海淀区永 泰庄北路1号 天地邻枫2号楼3层3 08室 (72)发明人 张昊任　陈向前　史纪鹏　 (74)专利代理 机构 北京力致专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11900 专利代理师 陈博旸(51)Int.Cl. A61B 34/20(2016.01) A61B 17/34(2006.01) G06T 3/00(2006.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G06V 10/74(2022.01) (56)对比文件 CN 102512 246 A,2012.0 6.27 CN 111297448 A,2020.0 6.19 CN 110236674 A,2019.09.17 US 201901516 0 A1,2019.01.17 WO 20140 58838 A1,2014.04.17 CN 113610826 A,2021.1 1.05 审查员 陈宏 (54)发明名称 适用于手术室进行肺部病灶定位的手术导 航设备和系统 (57)摘要 本申请提供一种适用于手术室进行肺部病 灶定位的手术导航设备和系统， 其中手术导航设 备执行的操作包括： 获取CT图像序列， 所述CT图 像序列中包括体表定位标记物影像和肺部病灶 影像； 获取根据所述CT图像序列得到的穿刺路径 数据， 所述穿刺路径是指由体表到肺部病灶的路 径； 基于体表标记物的空间位置将穿刺针对准所 述穿刺路径， 所述穿刺针用于将体内植入定位器 植入所述穿刺路径指示的靶点； 获取X光图像， 所 述X光图像中至少包括体表定位标记物影像和穿 刺针影像； 根据所述X光图像验证穿刺针是否处 于预期位置 。 权利要求书2页 说明书13页 附图6页 CN 114831731 B 2022.09.02 CN 114831731 B 1.一种适用于手术室进行肺部病灶定位的手术导航设备， 其特征在于， 包括至少一个 处理器； 以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器； 其中， 所述存储器存储有 可被所述 至少一个处理器执行 的指令， 所述指令被所述至少一个处理器执行， 以使所述至少一个处 理器执行包括如下内容的操作： 获取CT图像序列， 所述CT图像序列中包括体表定位标记 物影像和肺部病灶影 像； 获取根据所述CT图像序列得到的穿刺路径数据， 所述穿刺路径是指由体表到肺部病灶 的路径； 基于体表标记物的空间位置将穿刺针对准所述穿刺路径， 所述穿刺针用于将体 内植入 定位器植入所述 穿刺路径指示的靶点； 获取X光图像， 所述X光图像中至少包括体表定位标记 物影像和穿刺针 影像； 根据初始的重建参数和所述CT图像序列生成重建二维图像； 对当前的所述重建二维图像进行仿射变换， 仿射变换 所使用的矩阵数据包括 矩阵M为仿射变换矩阵， 矩阵A控制旋转、 矩阵B控制平移， 其中a00、 a10为绕X轴旋转角度 的cos 、 sin角度值， a01、 a11为绕Y轴旋转角度的si n、 cos角度值， b00、 b10为X、 Y方向的偏移量； 将仿射变换后的所述重建二维图像与所述X光图像进行比对以确定第一相似性测度， 直至所述第一相似性测度符合预期； 对仿射变换后的所述重建二维图像进行弹性变换， 将 弹性变换后的所述重建二维图像 与所述X光图像进行比对以确定第二相似性测度， 直至所述第二相似性测度符合预期； 确定调整后的所述重建二维图像对应的所述重建参数； 利用调整后的所述重建参数将基于所述CT图像序列确定的关键目标映射到所述X光图 像中， 所述关键目标用于表征体内定位器的预定植入位置； 根据X光图像中的刺针影像与所述关键目标的位置关系判断穿刺针是否处于预期位 置。 2.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 根据所述X光图像验证穿刺针是 否处于预期位置具体包括： 在所述X光图像中识别病灶影 像； 当识别到病灶影 像时， 判断穿刺针 影像的端部是否位于病灶影 像的区域内。 3.根据权利要求1所述的手术 导航设备， 其特 征在于， 在生成重建二维图像前还 包括： 获取所述X光图像的成像参数； 根据所述成像参数确定初始的重建参数。 4.根据权利要求3所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述成像参数包括图像尺寸、 像 素间距、 焦点信息、 成像角度、 成像对象体位信息、 射线源沿射野中心轴到穿刺对象的距离 。 5.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 根据初始的重建参数和所述CT图 像序列生成重建二维图像， 包括： 根据所述重建参数从虚源位置对CT图像序列的各个体素单元向一个成像平面进行投权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114831731 B 2影； 将投影射线所经过的体素单元的CT值转换为电子密度值并进行累加， 进而求得有效射 线长度； 将所述有效射线长度按灰度分级处 理得到重建二维图像。 6.根据权利要求1或5所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述重建参数包括虚源位置 信息、 虚源变换信息、 焦点信息、 源图距、 图像尺寸、 图像 像素间距、 投影法向信息 。 7.根据权利要求3所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述关键目标为CT图像序列中的 病灶影像。 8.根据权利要求7所述的手术导航设备， 其特征在于， 利用调 整后的所述重建参数将基 于所述CT图像序列确定的关键目标映射到所述X光图像中， 包括： 从所述CT图像序列中分割出病灶影 像序列； 利用调整后的所述重建参数和所述病灶影 像序列生成病灶重建二维图像； 将所述病灶重建二维图像叠加到所述X光图像中。 9.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述第 一相似性测度为两图像间 的均方差， 当均方差达到极值时判定为符合预期； 所述第二相似性测度为两图像间的马特 斯互信息， 当马特斯互信息值达 到最大时判定为符合预期。 10.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 在获取X光图像的步骤中， 至少 获取冠状位X光图像和矢状位X光图像； 在根据所述X光图像验证穿刺针是否处于预期位置的步骤中， 当冠状位X光图像和矢状 位X光图像均指示 穿刺针处于预期位置时， 判定穿刺针处于预期位置 。 11.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 获取根据所述CT图像序列计算 的穿刺路径数据， 包括： 根据所述CT图像序列建立胸部三维模型； 利用所述 三维模型计算至少一条穿刺路径数据供用户选择； 获取用户选择的穿刺路径数据。 12.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述CT图像序列是利用医院CT 扫描室的设备扫描得到并上传影 像归档和通信系统中的CT图像序列。 13.根据权利要求1所述的手术导航设备， 其特征在于， 所述X光图像由医院手术室中的 X光设备拍摄的X光图像。 14.一种适用于手术室进行肺部病灶定位的系统， 其特 征在于， 包括： 权利要求1 ‑13中任一项所述的手术 导航设备； 以及 位移装置， 受控于所述手术导航设备  ， 用于持握所述穿刺针， 并设有用于定位穿刺针 空间位置的穿刺针标记 物。 15.根据权利要求14所述的系统， 其特征在于， 所述位移装置为机械臂， 所述穿刺针标 记物设置在机 械臂的末端。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114831731 B 3