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龙图腾网获悉河南科技大学申请的专利一种基于标识物检测的手术导航配准方法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：CN119579662B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202411622322.X，技术领域涉及：G06T7/33；该发明授权一种基于标识物检测的手术导航配准方法是由张明川;何岭岭;王琳;李涛;朱军龙;吴庆涛;葛又铭;申哲;李美雯;韩贝贝;王豪升;赵海霞;宁召惠设计研发完成，并于2024-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于标识物检测的手术导航配准方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于标识物检测的手术导航配准方法，包括以下步骤：对粘贴标记点的患者颅脑进行数据采集，扫描得到医疗影像数据；基于扫描得到的医疗图像数据集，对影像数据进行预处理；基于计算机视觉的跟踪配准方法，对粘贴的标识物进行定位跟踪和空间配准，并根据配准结果进行辅助导航；基于Web的AR.js框架，构建AR可视化平台系统。本发明采用上述一种基于标识物检测的手术导航配准方法，通过普通单目摄像机识别粘贴的标识物进行定位跟踪，简单便捷；利用空间坐标转换的方式，实现虚拟模型到患者实体的空间配准，在保证精确度的同时实现手术导航过程；使用web方式的AR.js框架增强现实可视化，无需用户安装额外的应用程序。

本发明授权一种基于标识物检测的手术导航配准方法在权利要求书中公布了：1.一种基于标识物检测的手术导航配准方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、对粘贴标记点的患者颅脑进行数据采集，扫描得到医疗影像数据； S2、对所获取的医疗影像数据进行预处理，包括：图像分割，三维重建，入路通道设计和三维模型渲染； S3、基于计算机视觉的跟踪配准方法，对粘贴的标识物进行定位跟踪和空间配准，并根据配准结果进行辅助导航，具体过程如下： S31、制作被识别的标识物Marker，将不对称的任意图片，进行图像灰度化、二值化处理和降噪处理，使Marker图片能够被识别和定位跟踪； S32、打印制作好的两个不同的标识Marker1和Marker2，且一个放置在患者实体周围或粘贴在颅脑上，另一个粘贴固定在手术器械一端； S33、对所用摄像头进行标定后，建立相机坐标系；在Marker1标识物坐标系中将虚拟影像模型置于某一固定位置，以Marker1标识物坐标系表示患者实体，建立患者实体依据立体定位装置坐标空间的实际世界坐标系；以Marker2标识物坐标系表示手术器械，建立基于手术器械定位标志点的手术器械坐标系； S34、摄像头实时捕获视频流，并从中识别标识物，随后进行定位跟踪，计算出标识物相对于摄像机的具体位置和方向； S35、根据标识物Marker1和Marker2的位置，定位患者实体和手术器械尖端，建立步骤S33中各参考坐标系之间的空间变换关系，计算虚拟模型到患者实体配准的变换矩阵； S36、通过摄像机采集真实的手术场景，实时计算ARToolKit中坐标系之间的变换关系，获得3D配准矩阵，将虚拟颅脑模型导入视频流中，并将渲染后的3D模型配准叠加显示在患者实体的对应位置上； S37、通过识别到的Marker1、Marker2的位置，并基于Marker1标识物坐标系中确定的病灶模型位置，执行空间坐标转换，实现病灶位置在现实世界的精确定位；同时基于Marker2标识物坐标系实时计算出手术器械在现实世界下的位置； 设手术器械实际坐标为Tt1，t2，t3，病灶中心点实际坐标为Oo1，o2，o3，则手术器械到病灶的距离，如下所示： 将这一距离辅助信息显示在屏幕中，当器械Marker2移动时，实时更新距离； S38、根据Marker1标识物坐标系中设计的入路通道的位置，经过空间配准的坐标转换后显示在实际患者处，在实际世界坐标系下，设入路通道起点坐标为ss1，s2，s3、入路通道终点坐标为ee1，e2，e3，从起点到终点的方向即穿刺的入路通道方向向量，如下所示： 将方向向量标准化，求得的单位向量，如下所示： 其中，单位向量D的方向不受手术器械与目标点的实际距离的影响，始终保持不变； 手术器械坐标T到通道起点s的向量，如下所示： 向量在方向向量上的投影长度，如下所示： 其中，投影长度d表示手术器械在通道方向上的位置； 设手术器械坐标T在手术路径上的投影点为Pp1，p2，p3，如下所示： P＝s+d·D； 则手术器械到入路通道的距离dDis，如下所示 通过距离dDis判断手术器械是否在入路通道内，若距离dDis小于或等于半径r，则手术器械在入路通道内；否则，手术器械在通道外； 为了指导医生移动手术器械，计算从手术器械到手术路径上的最近点P的方向向量，如下所示； 再将方向向量归一化得到得到入路通道相对于手术器械的方向； 根据计算的方向向量和距离结果，在界面上显示距离dDis文本和方向指示箭头辅助信息，设计偏航提示音，实时更新辅助信息提示，指导医生操作； S4、基于Web的AR.js框架，构建AR可视化平台系统，具体步骤如下： S41、基于Web的AR.js框架，将保存的渲染后的3D模型数据其数据格式为obj格式，导入至AR可视化系统； S42、通过Three.js实现3D场景的加载部分，使用移动设备进行增强现实可视化； S43、当移动设备的摄像头识别到标识物Marker后，经过矩阵的坐标变换在相应的位置将虚拟模型配准叠加显示； S44、观察虚拟模型上的标记点和实际的标记点完全配准； S45、将规划好的手术路线模型可视化在移动设备上，显示手术器械距离病灶的距离TO、手术器械离规划手术路线的距离dDis和方向指示箭头，按照规划的路线进行手术。

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