昆山市第一人民医院陆轲获国家专利权
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龙图腾网获悉昆山市第一人民医院申请的专利一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119548229B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411737741.8,技术领域涉及:A61B17/72;该发明授权一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航方法及系统是由陆轲;成超;陆大明;高宜军;陆振良;袁文杰;徐雪平;游朝勇;陆向荣;岳雨珊设计研发完成,并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及增强现实技术领域,揭露了一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航方法及系统,所述方法包括:构建目标用户的手术导航框架,实时采集目标用户的股骨X光片和相机监控画面;将股骨X光片和相机监控画面进行配准融合,将配准融合图像进行增强,得到增强融合图像;定义手术导航框架的坐标转换算法;构建手术导航框架的手术工具,采集手术工具的工具图像,提取工具图像的多标记点特征,计算手术工具的中心点坐标和钻头坐标;计算手术工具的位置偏差,计算手术工具的角度偏差,构建目标用户的手术锁定导航模块,确定手术工具对应中心点的导航路径。本发明可以提升股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航的导航精度。
本发明授权一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种股骨交锁髓内钉远端锁定混合现实导航系统,其特征在于,所述系统包括: 图像采集模块,用于构建目标用户的手术导航框架,配置所述手术导航框架的C型臂X光机和工业相机,利用所述C型臂X光机实时采集所述目标用户的股骨X光片,及利用所述工业相机实时采集所述目标用户的相机监控画面; 图像融合模块,用于构建所述手术导航框架的现实增强模块,基于所述现实增强模块,分别提取所述股骨X光片和所述相机监控画面的X光片特征和相机图像特征,基于所述X光片特征和所述相机图像特征,利用预设的图像配准算法将所述股骨X光片和所述相机监控画面进行配准融合,得到配准融合图像,利用预设的图像增强算法将所述配准融合图像进行增强,得到增强融合图像; 坐标转换算法模块,用于分析所述C型臂X光机和所述工业相机的X光机成像原理和相机成像原理,基于所述X光机成像原理和所述相机成像原理,定义所述手术导航框架的坐标转换算法; 导航定位模块,用于构建所述手术导航框架的手术工具,识别所述手术工具的多标记点,利用所述工业相机实时采集所述手术工具的工具图像,提取所述工具图像的多标记点特征,基于所述多标记点特征,计算所述手术工具的中心点坐标和钻头坐标; 导航路径确定模块,用于识别所述增强融合图像的钻孔位置坐标,基于所述钻孔位置坐标和钻头坐标,计算所述手术工具的位置偏差,基于所述坐标转换算法,将所述钻孔位置坐标、所述中心点坐标分别转换成钻孔空间坐标和中心点空间坐标,基于所述钻孔空间坐标和中心点空间坐标,计算所述手术工具的角度偏差,根据所述角度偏差、所述位置偏差以及所述手术导航框架,构建所述目标用户的手术锁定导航模块,基于所述手术锁定导航模块,确定所述手术工具对应中心点的导航路径; 所述提取所述工具图像的多标记点特征,包括: 对所述工具图像进行预处理,得到预处理工具图像,识别所述预处理工具图像的多标记点图像; 对所述多标记点图像进行轮廓检验,得到多标记点轮廓; 识别所述多标记点轮廓的轮廓面积和轮廓周长,基于所述轮廓面积和所述轮廓周长,利用下述公式计算所述多标记点轮廓的圆形相似系数: ; 其中,表示圆形相似系数,表示圆周率,表示轮廓面积,表示轮廓周长; 当所述圆形相似系数大于预设的圆形相似系数阈值时,对所述多标记点图像进行滤波,得到多标记点特征; 所述基于所述坐标转换算法,将所述钻孔位置坐标、所述中心点坐标分别转换成钻孔空间坐标和中心点空间坐标,包括: 提取所述坐标转换算法的旋转矩阵、平移向量、深度信息以及焦距参数; 识别所述中心点坐标对应工具图像的工具图像中心坐标; 确定所述工具图像对应工业相机的相机焦距参数和垂直距离; 识别所述钻孔位置坐标对应增强融合图像的融合图像中心坐标; 基于所述焦距参数、所述旋转矩阵、所述平移向量、所述相机焦距参数、所述工具图像中心坐标以及所述融合图像中心坐标,利用下述公式将所述钻孔位置坐标、所述中心点坐标分别转换成钻孔空间坐标和中心点空间坐标: ; ;其中,表示钻孔空间坐标的钻孔水平坐标,表示钻孔空间坐标的钻孔纵深坐标,表示钻孔空间坐标的钻孔垂直坐标,表示中心点空间坐标的中心水平坐标,表示中心点空间坐标的中心纵深坐标,表示中心点空间坐标的中心垂直坐标,表示旋转矩阵,表示平移向量,表示深度信息,,表示融合图像中心坐标的融合图像横坐标,表示融合图像中心坐标的融合图像纵坐标,表示钻孔位置坐标的钻孔横坐标,表示钻孔位置坐标的钻孔纵坐标,表示工具图像中心坐标的工具图像横坐标,表示工具图像中心坐标的工具图像纵坐标,表示垂直距离,表示相机焦距参数,表示中心点坐标的中心点横坐标,表示中心点坐标的中心点纵坐标; 所述基于所述钻孔空间坐标和中心点空间坐标,计算所述手术工具的角度偏差,包括: 基于所述中心点空间坐标,确定所述手术工具的实际方向向量; 基于所述钻孔空间坐标,确定所述手术工具的预期方向向量; 计算所述实际方向向量和所述预期方向向量之间的俯仰角、偏航角以及滚转角; 根据所述俯仰角、所述偏航角以及所述滚转角,计算所述手术工具的角度偏差。
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