(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 202210676663.X (22)申请日 2022.06.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114757995 A (43)申请公布日 2022.07.15 (73)专利权人 山东纬横数据科技有限公司 地址 264000 山东省烟台市高新区科技大 道39号内8号中俄科技创新园 (72)发明人 付竹霓　刘兴惠　李至立　 (74)专利代理 机构 淄博汇川知识产权代理有限 公司 372 95 专利代理师 李时云 (51)Int.Cl. G06T 7/70(2017.01) G06T 17/00(2006.01)G06V 20/64(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06K 9/62(2022.01) A61B 34/10(2016.01) (56)对比文件 US 201714342 9 A1,2017.0 5.25 CN 105030188 A,2015.1 1.11 审查员 赵宇 (54)发明名称 一种基于数据识别的医疗器械可视化仿真 方法 (57)摘要 本发明提出一种基于数据识别的医疗器械 可视化仿真方法， 涉及仿真建模领域， 在术前病 灶三维建模 得到三维模型， 术中实时病灶图像采 集， 术中使用加速度传感进行医疗器械尖端的移 动轨迹采集， 术中实时获取医疗器械的图像数 据， 使用所述医疗器械的图像数据对 所述医疗器 械尖端的移动轨迹进行校准， 使用所述实时病灶 图像与所述术前病灶三维建模得到三维模型进 行配准并蒙 皮得到病灶变化模型， 将所述医疗器 械尖端的移动轨迹叠加至所述病灶变化模型。 本 发明通过图像数据识别出医疗器械的真实空间 坐标， 进而对加速度传感器获取的轨迹进行校 准， 提高了 仿真模型的精确性。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114757995 B 2022.09.16 CN 114757995 B 1.一种基于数据识别的医疗器械可视化仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S11， 术前病灶三维建模得到三维模型； 步骤S12， 术中实时病灶图像采集； 步骤S13， 术中使用加速度传感器进行医疗器械尖端的移动轨迹采集， 所述加速度传感 器为所述医疗器械内部的三轴加速度传感器； 步骤S14， 术中实时获取医疗器械的图像数据及器械坐标； 步骤S15， 使用所述医疗器械的图像数据识别所述医疗器械尖端的移动轨迹的误差并 进行校准； 步骤S16， 使用所述实时病灶图像与所述术前病灶三维建模得到三维模型进行配准并 蒙皮得到病灶变化模型； 步骤S17， 将所述医疗器械尖端的移动轨 迹叠加至所述病灶变化模型； 所述步骤S14 ‑S15中， 所述医疗器械每隔一 固定距离设置一标识线， 其中每一器械的所 有标识线颜色均不相同， 每一医疗器械的尺寸、 标识线间隔、 标识线颜色及位置均事先存储 于计算机系统； 通过悬于手术台正上方且位置固定的第一摄像设备获取所述医疗器械的第一图像数 据； 在所述第一图像中包含至少 两条标识线时， 通过标识线的颜色确定所述至少 两条标识 线的位置， 根据事先存储的第一图像中的像素点与实际空间的x坐标与y坐标之 间的关系确 定所述至少两条标识线的实际空间的x坐标与y坐标， 通过医疗器械的尺寸、 标识线间隔、 标 识线颜色及位置计算所述医疗器械的尖端的实际空间的x坐标与y坐标； 通过平行于手术台平面且位置固定的第二摄像设备获取所述医疗器械的第二图像数 据； 在所述第二图像中包含至少 两条标识线时， 通过所述标识线的颜色确定所述至少 两条 标识线的位置， 根据事先存储的第二图像中的像素点与实际空间的z坐标之间的关系确定 所述至少 两条标识线的实际空间的z坐标， 通过医疗器械的尺寸、 标识线间隔、 标识线颜色 及位置计算所述医疗器械的尖端的实际空间的z坐标； 通过所述医疗器械的尖端的实际空间的x坐标、 y坐标与z坐标计算x,y,z三个方向的一 段时间内的第一变化距离， 根据所述医疗器械尖端的移动轨迹计算同一时间段内x,y,z三 个方向的第二变化距离； 计算所述第一变化距离与所述第二变化距离之差， 当差值大于预 设阈值时， 认定加速度传感器出现累积误差， 则使用所述医疗器械的尖端的实际空间的x坐 标、 y坐标与z坐标重新初始化所述加速度传感器。 2.如权利要求1所述的一种基于数据识别的医疗器械可视化仿真方法， 其特征在于， 所 述步骤S12中， 由主刀医生的头戴 式设备采集所述实时病灶图像。 3.如权利要求1所述的一种基于数据识别的医疗器械可视化仿真方法， 其特征在于， 所 述步骤S13中， 采用三轴加速度传感器实时采集医疗器械的移动轨迹， 通过事先存储的器械 尖端与三轴加速度传感的距离以及器械的移动方向计算所述医疗器械尖端的坐标以得到 所述医疗器械尖端的移动轨 迹。 4.如权利要求1所述的一种基于数据识别的医疗器械可视化仿真方法， 其特征在于， 所 述步骤S16中， 首先对术前病灶三 维建模的病灶图像与术中实时病灶图像进 行特征点提取， 对病灶边缘未进 行切割的部 分通过进 行相似性度量找到匹配的特征点对， 然后通过匹配的 特征点对对实时病灶图像赋予三 维坐标， 再将术中实时病灶图像按照特征点坐标蒙皮至三权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114757995 B 2维模型中， 得到手术过程中病灶变化模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114757995 B 3