硬管内窥镜旋转角度测量方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108113629A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201810101150.X(22)申请日2018.02.01(71)申请人艾瑞迈迪医疗科技（北京）有限公司地址100086北京市海淀区青云里满庭芳园小区9号楼青云当代大厦13层1306室(72)发明人杨峰(74)专利代理机构深圳英聚知识产权代理事务所(普通合伙)44471代理人刘菊美(51)Int.Cl.A61B1/04(2006.01)A61B1/00(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图8页(54)发明名称硬管内窥镜旋转角度测量方法和装置(57)摘要本发明提供一种硬管内窥镜旋转角度测量方法，所述硬管内窥镜的视场光阑设有标记点，方法包括：当采集到的硬管内窥镜图像与虚拟硬管内窥镜图像在预设的坐标系中重叠时，确定并记录标记点在所述坐标系中的第一坐标；在硬管内窥镜旋转后实时确定并记录所述标记点在所述坐标系中的第二坐标；根据第一坐标、第二坐标、硬管内窥镜的旋转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标，计算所述硬管内窥镜的旋转角度。本发明还提出一种硬管内窥镜旋转角度测量装置。本发明的硬管内窥镜旋转角度测量方法和装置，无需在硬管内窥镜外部增设标志物即可实现硬管内窥镜旋转角度的准确测量，避免了医生在手术过程中受标志物干扰，避免增加医生手术难度。CN108113629ACN108113629A权利要求书1/3页1.一种硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述硬管内窥镜的视场光阑设有一标记点，所述硬管内窥镜旋转角度测量方法包括：当采集到的硬管内窥镜图像与虚拟硬管内窥镜图像在预设的坐标系中重叠时，确定并记录所述标记点在所述坐标系中的第一坐标；在硬管内窥镜旋转后，实时确定并记录所述标记点在所述坐标系中的第二坐标，定义所述第一坐标和所述第二坐标为所述标记点的坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标、以及所述硬管内窥镜的旋转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标，计算所述硬管内窥镜的旋转角度。2.根据权利要求1所述的硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述确定所述标记点在所述坐标系中的坐标具体包括：从所述硬管内窥镜图像中检测硬管内窥镜边缘对应的椭圆，确定所述椭圆在所述坐标系中的坐标，根据所述椭圆在所述坐标系中的坐标，计算所述椭圆对应的椭圆方程；根据所述椭圆方程，对硬管内窥镜视野进行区域分割，得出硬管内窥镜轮廓；提取所述硬管内窥镜轮廓上的点，所述点包括所述标记点；将所述每个点分别代入所述椭圆方程中，计算归一化距离值，根据计算结果确定所述标记点在所述坐标系中的坐标。3.根据权利要求2所述的硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述标记点为设置在所述视场光阑上的凸起或凹槽；所述将所述每个点分别代入所述椭圆方程中，计算归一化距离值，根据计算结果确定所述标记点在所述坐标系中的坐标具体包括：将所述每个点分别代入所述椭圆方程中，计算归一化距离值，根据所述归一化距离值，生成相应的距离曲线，通过一维高斯函数对所述距离曲线进行卷积计算，得到放大的第一距离曲线；确定所述第一距离曲线中响应最大处为所述凸起位置，定义所述凸起位置在所述坐标系中的坐标为所述标记点的坐标；或者，确定所述第一距离曲线中响应最小处为所述凹槽位置，定义所述凹槽位置在所述坐标系中的坐标为所述标记点的坐标。4.根据权利要求1至3任一项所述的硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述当采集到的硬管内窥镜图像与虚拟硬管内窥镜图像在预设的坐标系中重叠时，确定并记录所述标记点在所述坐标系中的第一坐标步骤之前还包括：检测所述硬管内窥镜的旋转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标。5.根据权利要求4所述的硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述检测所述硬管内窥镜的旋转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标具体包括：接收内窥镜图像采集器上传的多帧棋盘格图像；所述每帧棋盘格图像为：所述硬管内窥镜与所述内窥镜图像采集器装配后保持硬管内窥镜不动状态下，所述内窥镜图像采集器旋转后从棋盘格板中采集到的棋盘格图像，所述棋盘格板设置有角点并安装在所述硬管内窥镜前方；将接收到的每帧棋盘格图像置于所述坐标系中，确定每帧棋盘格图像中的每个角点在所述坐标系中的坐标；根据每帧棋盘格图像中的同一角点在所述坐标系中的坐标，计算所述硬管内窥镜的旋2CN108113629A权利要求书2/3页转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标。6.根据权利要求5所述的硬管内窥镜旋转角度测量方法，其特征在于，所述根据每帧棋盘格图像中的同一角点在所述坐标系中的坐标，计算所述硬管内窥镜的旋转轴轴心在所述坐标系中的第三坐标具体为：针对每一角点，采集每帧棋盘格图像中对应角点在所述坐标系中的坐标，所采集到的对应角点的坐标点形成点集组；针对每一点集