本公開(kāi)涉及一種用于確定對(duì)象體或手術(shù)工具的位置的方法及系統(tǒng)。本研究是作為產(chǎn)業(yè)通商資源部和韓國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興院的“中小企業(yè)dn?a融合產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目”執(zhí)行的研究結(jié)果?！卷?xiàng)目名稱：基于ai的手術(shù)用低劑量多光源c臂ct技術(shù)開(kāi)發(fā)，課題編號(hào)：p0021346】

背景技術(shù)：

1、為了確認(rèn)對(duì)象體(例如，患者)的患部在三維空間上的位置，可以預(yù)先拍攝三維醫(yī)學(xué)圖像，例如ct(computed?tomography：計(jì)算機(jī)斷層掃描)圖像或mri(magnetic?resonanceimaging：磁共振成像)圖像。之后，醫(yī)生參考預(yù)先拍攝的三維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行針對(duì)對(duì)象體的手術(shù)。為了準(zhǔn)確確認(rèn)對(duì)象體的患部，還可以使用x射線圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、當(dāng)將如ct圖像或mri圖像等的三維醫(yī)學(xué)圖像和如x射線圖像等的二維醫(yī)學(xué)圖像一起使用時(shí)，必須整合各個(gè)坐標(biāo)系才能確定患部在對(duì)象體內(nèi)的準(zhǔn)確位置。然而，在醫(yī)生參考預(yù)先拍攝的三維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行手術(shù)的情況下，手術(shù)工具是否準(zhǔn)確地位于患部則取決于醫(yī)生的酌情判斷。

3、解決問(wèn)題的方案

4、根據(jù)本公開(kāi)各種實(shí)施例的用于確定對(duì)象體或手術(shù)工具的位置的系統(tǒng)，可以包括：x射線裝置，所述x射線裝置包括多個(gè)x射線源及x射線檢測(cè)器，所述多個(gè)x射線源向所述對(duì)象體照射x射線，所述x射線檢測(cè)器檢測(cè)透過(guò)所述對(duì)象體的x射線；存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器各自在與所述系統(tǒng)相關(guān)的第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；及處理器。根據(jù)各種實(shí)施例的所述處理器可以構(gòu)成為執(zhí)行以下操作：從外部裝置獲得所述對(duì)象體的三維醫(yī)學(xué)圖像；利用所述x射線裝置獲得所述對(duì)象體的多個(gè)第一x射線圖像；基于所述多個(gè)x射線源和所述x射線檢測(cè)器各自在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)、所述多個(gè)第一x射線圖像及所述三維醫(yī)學(xué)圖像，將所述三維醫(yī)學(xué)圖像的第二坐標(biāo)系匹配到所述第一坐標(biāo)系；基于所述匹配結(jié)果，確定所述對(duì)象體在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；利用所述x射線裝置，獲得針對(duì)包括電極的手術(shù)工具的多個(gè)第二x射線圖像；基于所述多個(gè)第二x射線圖像，確定所述手術(shù)工具在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)。

5、根據(jù)各種實(shí)施例的處理器可以構(gòu)成為執(zhí)行以下操作：通過(guò)將所述三維醫(yī)學(xué)圖像投影到二維平面上而獲得多個(gè)投影圖像；將所述多個(gè)投影圖像與所述多個(gè)第一x射線圖像進(jìn)行對(duì)比；確定所述多個(gè)投影圖像中與所述多個(gè)第一x射線圖像相似度最高的投影圖像；基于所述多個(gè)第一x射線圖像和所述確定的投影圖像，將所述三維醫(yī)學(xué)圖像的所述第二坐標(biāo)系匹配到所述第一坐標(biāo)系。

6、根據(jù)各種實(shí)施例的所述多個(gè)x射線源可以配置在相同平面上。

7、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述多個(gè)x射線源可以間隔相同間距配置在一條直線上，所述多個(gè)x射線源各自向所述對(duì)象體照射x射線的角度可以彼此不同。

8、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述多個(gè)x射線源可以是利用碳納米管的x射線源。

9、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述x射線裝置還可以包括一個(gè)電源供應(yīng)部，所述電源供應(yīng)部向所述多個(gè)x射線源供應(yīng)高電壓。

10、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述x射線裝置還可以包括標(biāo)記，所述標(biāo)記貼附到預(yù)先指定的位置，所述系統(tǒng)還可以包括跟蹤傳感器，所述跟蹤傳感器跟蹤所述標(biāo)記的位置，所述存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)所述多個(gè)x射線源與所述x射線檢測(cè)器之間的第一坐標(biāo)變換關(guān)系及所述多個(gè)x射線源與所述標(biāo)記之間的第二坐標(biāo)變換關(guān)系。根據(jù)各種實(shí)施例的所述處理器可以構(gòu)成為執(zhí)行以下操作：從所述跟蹤傳感器獲得所述標(biāo)記在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；基于所述標(biāo)記的位置坐標(biāo)，獲得所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器各自在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；將所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器各自在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。

11、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述x射線裝置還可以包括：連接部件，所述連接部件與所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器連接；第一旋轉(zhuǎn)部，所述第一旋轉(zhuǎn)部配置有所述多個(gè)x射線源，并以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；及第二旋轉(zhuǎn)部，所述第二旋轉(zhuǎn)部與所述連接部件連接，并以第二旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。

12、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述標(biāo)記可以貼附到所述x射線裝置的所述連接部件的指定位置，所述指定位置可以位于所述跟蹤傳感器的視場(chǎng)角內(nèi)。

13、在根據(jù)各種實(shí)施例的處理器中，所述標(biāo)記可以貼附到所述x射線裝置的所述第一旋轉(zhuǎn)部的指定位置，所述指定位置可以位于所述跟蹤傳感器的視場(chǎng)角內(nèi)。

14、根據(jù)本公開(kāi)各種實(shí)施例的用于確定系統(tǒng)的對(duì)象體或手術(shù)工具的位置的方法，所述系統(tǒng)包括：x射線裝置，所述x射線裝置包括多個(gè)x射線源及x射線檢測(cè)器，所述多個(gè)x射線源向所述對(duì)象體照射x射線，所述x射線檢測(cè)器檢測(cè)透過(guò)所述對(duì)象體的x射線；存儲(chǔ)器；及處理器，其中，所述方法可以包括以下操作：從外部裝置接收所述對(duì)象體的三維醫(yī)學(xué)圖像；利用所述x射線裝置獲得對(duì)象體的多個(gè)第一x射線圖像；基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述多個(gè)x射線源和所述x射線檢測(cè)器各自在與所述系統(tǒng)相關(guān)的第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)、所述多個(gè)第一x射線圖像及所述三維醫(yī)學(xué)圖像，將所述三維醫(yī)學(xué)圖像的第二坐標(biāo)系匹配到所述第一坐標(biāo)系；基于所述匹配結(jié)果，確定所述對(duì)象體在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；利用所述x射線裝置，獲得針對(duì)包括電極的手術(shù)工具的多個(gè)第二x射線圖像；及基于所述多個(gè)第二x射線圖像，確定所述手術(shù)工具在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)。

15、根據(jù)各種實(shí)施例的所述匹配操作可以包括以下操作：通過(guò)將所述三維醫(yī)學(xué)圖像投影到二維平面上而獲得多個(gè)投影圖像；將所述多個(gè)投影圖像與所述多個(gè)第一x射線圖像進(jìn)行對(duì)比；確定所述多個(gè)投影圖像中與所述多個(gè)第一x射線圖像相似度最高的投影圖像；及基于所述多個(gè)第一x射線圖像和所述確定的投影圖像，將所述三維醫(yī)學(xué)圖像的所述第二坐標(biāo)系匹配到所述第一坐標(biāo)系。

16、根據(jù)各種實(shí)施例的所述多個(gè)x射線源可以配置在相同平面上。

17、根據(jù)各種實(shí)施例的所述多個(gè)x射線源可以間隔相同間距配置在一條直線上，所述多個(gè)x射線源各自向所述對(duì)象體照射x射線的角度可以彼此不同。

18、根據(jù)各種實(shí)施例的所述多個(gè)x射線源可以是利用碳納米管的x射線源。

19、根據(jù)各種實(shí)施例的所述x射線裝置還可以包括一個(gè)電源供應(yīng)部，所述電源供應(yīng)部向所述多個(gè)x射線源供應(yīng)高電壓。

20、根據(jù)各種實(shí)施例的所述x射線裝置還可以包括標(biāo)記，所述標(biāo)記貼附到預(yù)先指定的位置，所述系統(tǒng)還可以包括跟蹤傳感器，所述跟蹤傳感器跟蹤所述標(biāo)記的位置，所述存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)所述多個(gè)x射線源與所述x射線檢測(cè)器之間的第一坐標(biāo)變換關(guān)系及所述多個(gè)x射線源與所述標(biāo)記之間的第二坐標(biāo)變換關(guān)系。根據(jù)各種實(shí)施例的所述方法還可以包括以下操作：從所述跟蹤傳感器獲得所述標(biāo)記在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；基于所述標(biāo)記的位置坐標(biāo)，獲得所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器各自在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)；及將所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器各自在所述第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。

21、根據(jù)各種實(shí)施例的所述x射線裝置還可以包括：連接部件，所述連接部件與所述多個(gè)x射線源及所述x射線檢測(cè)器連接；第一旋轉(zhuǎn)部，所述第一旋轉(zhuǎn)部配置有所述多個(gè)x射線源，并以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；及第二旋轉(zhuǎn)部，所述第二旋轉(zhuǎn)部與所述連接部件連接，并以第二旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。

22、根據(jù)各種實(shí)施例的所述標(biāo)記可以貼附到所述x射線裝置的所述連接部件的指定位置，所述指定位置可以位于所述跟蹤傳感器的視場(chǎng)角內(nèi)。

23、根據(jù)各種實(shí)施例的所述標(biāo)記可以貼附到所述x射線裝置的所述第一旋轉(zhuǎn)部的指定位置，所述指定位置可以位于所述跟蹤傳感器的視場(chǎng)角內(nèi)。

24、發(fā)明的效果

25、根據(jù)本公開(kāi)各種實(shí)施例的系統(tǒng)，可以通過(guò)將對(duì)象體的三維醫(yī)學(xué)圖像和對(duì)象體的二維x射線圖像的坐標(biāo)系彼此整合而在三維空間坐標(biāo)系上準(zhǔn)確地確認(rèn)對(duì)象體的位置。

26、根據(jù)本公開(kāi)各種實(shí)施例的系統(tǒng)，可以通過(guò)拍攝手術(shù)工具的x射線圖像而確認(rèn)該手術(shù)工具在三維空間坐標(biāo)系上的準(zhǔn)確位置。

27、根據(jù)本公開(kāi)各種實(shí)施例，由于多個(gè)x射線源是利用數(shù)字方式的碳納米管的x射線源，因此，可以縮短拍攝時(shí)間，縮短對(duì)象體的x射線曝光時(shí)間，降低功耗。