用于被動式光學手術導航的器械識別方法

專利名稱：：用于被動式光學手術導航的器械識別方法
技術領域：
：本發明是一種用于被動式光學手術導航的器械識別方法，該方法利用光學運動跟蹤系統同時跟蹤識別多個安裝有被動式標志點的手術器械，用于計算機輔助手術中導航定位手術中同時使用的多個被動式標記的手術器械的跟蹤識別。本發明屬于信息技術在醫學臨床中應用的領域。技術背景隨著信息技術的發展，臨床中已經利用計算機視覺技術來引導手術，從而使手術做到微創，精確。為引導手術，就需要獲取器械與人體之間的相對位置關系。最常使用的是紅外光學三維定位跟蹤系統，它通過兩個以上的紅外攝像機來獲取視場中的圖像，并在各個攝像機兩維的圖像中提取固結在器械上的若干個發光或反光標志點的位置，然后通過基于雙目視覺原理的空間位置解算方法，計算出各個標志點的三維位置，并進一步計算同一器械上三個以上標志點所確定的剛性器械的質心或尖端位置，以及器械所指向的方向。目前紅外光學三維定位系統所能夠定位的手術器械分為主動式和被動式兩種，主動式是指器械上有供電，通過驅動紅外發光二極管(IR—LED)順序發光，并可以與位置檢測和器械識別系統主機進行主動通訊的檢測方式。而被動式是指被識別的器械本身無供電和與主機的通訊聯系，只是被動地接受跟蹤檢測的器械，被動式器械一般采用反光式的標志點。由于主動式的器械可以通過控制紅外發光二極管的順序發光來區分各個器械，以及器械上的各個標志點，或者通過電子線路通訊進行同步檢測，因此器械的識別非常簡單，但主動式的器械多采用電纜聯結，使用不便。被動式器械的優點是無聯線的束縛，使用方便，成本低，互換性好。但由于被動式器械只是被動地接受跟蹤檢測，因此在跟蹤被動式器械時，完全要依賴器械識別算法來區分不同的器械，并計算手術過程中器械的位置和方向。目前，手術中同時使用的多個被動手術器械，要能被區分開并準確定位，可以在器械上附著多種不同形狀或大小的反光標志點，每個標志點將在攝像機圖像中呈現不同的形狀，以便區別。但這種方法的實施有一定困難，因為要設計加工多種多樣的標志點，而且要在圖像中加以定位和區分，有一定難度。因此需要研究采用統一大小和形狀的標志點時的器械識別跟蹤方法。
發明內容本發明提出了一種對被動式手術器械進行識別與定位的方法，該方法利用器械上標志點的共面特性和標志點間幾何布局的差異對被動式手術器械進行識別，可以同時跟蹤識別多個被動式的手術器械，并計算得到各個器械的位置和方向。本發明的主要思路是基于以下考慮首先，所說的被動式器械上只有一種規格的標志點，而每個器械上可以固結若干個標志點，在使用中允許多個器械同時出現在攝像機的視場中。因此，為了區分各個器械，我們考慮各個器械上的標志點的安放必須有不同的幾何分布，在定位和跟蹤器械時，可以利用攝像機檢測到的多個標志點間空間分布的信息，對標志點進行分組，并利用分組的標志點來計算該器械的空間位置。進一步，對于同一個器械，為了定位其方向，需要區別組內不同標志點的順序，因此我們考慮采用標志點組成的多邊形非對稱分布的方式，來區分各個標志點的順序。實施中，為了便于區分不同的手術器械，要求不同器械所固結的標志點間的距離有顯著差別，或各個標志點聯線所組成各多邊形的內角有差別。基于以上考慮，本發明中的識別方法能識別的手術器械的標志點布局須具備如下特點一個手術器械有三個或四個共面的標志點。標志點自身的形狀相同，但同一手術器械上各標志點間的距離有差別，標志點聯線組成的多邊形是不對稱的。同時，不同器械上的標志點布局，均應有明顯差別，即指標志點間距離有差異和(或)多邊形形狀有差別。具體講，分為下面兩種情況:1.若采用有三個共面標志點的手術器械，則這3個標志點聯線應構成不對稱的三角形。為進行識別，不同器械上三角形的形狀或邊長有明顯區別，即任意兩個不同手術器械上標志點間的三個距離從小到大排列組成的距離數組，應有明顯的差別，其中至少有兩個對應距離的差異要大于5mm,或三角型至少有一個內角的差異應大于5度。2.若采用有四個共面標志點的手術器械，則這4個標志點應構成不對稱的四邊形。為進行識別，將任意兩個不同手術器械上四個標志點間的6個距離從小到大排列組成距離數組，應有明顯的差別，其中至少有兩個對應距離的差異要大于5mra。根據以上的設計原則，不同的器械在三維空間被檢測時，雖然眾多的標志點在攝像機圖像中呈現同樣的形狀，無法知道哪個標志點屬于哪個器械。但在空間分布上，一個器械上的一組標志點之間相對的幾何關系將保持不變，因此，若預先知道某個器械上所固結的標志點的空間分布情況，并存儲在計算機中，可利用對各標志點之間幾何關系(距離和共面性)的檢測計算，與預先存儲的空間分布模式進行匹配，從而識別和定位該器械。顯然，采用四個標志點可以得到更多的距離組合，因此在相同尺度上，更容易設計出多種多樣的器械標志點布局，而且在識別時的判別條件也更加嚴格，誤識別的可能性會更小。在可能情況下建議盡可能選取四個標志點的組合，以得到更好的識別結果。基于以上的考慮，所構造的方法的基本原理是首先利用雙目視覺原理，利用兩個或更多的攝像機，檢測三維空間中的標志點，并通過成熟的雙目視覺原理，計算得到各個標志點的三維空間位置；然后按已知的器械上標志點的距離對各個標志點間的幾何關系進行匹配檢測，并按照空間共面性質對標志點進行分組，即首先根據待識別器械的標志點位置定義，在其距離數組中選取兩個距離，并在攝像機檢測的標志點中找到滿足這兩個距離的三個標志點，然后通過三點建立平面，將攝像機檢測的所有空間共面的標志點組合成一組待檢測點，然后在該組內的所有標志點中找出滿足該器械距離數組的三個或四個點的組合，若能夠找到這樣的組合，則完成了匹配，認為該組中選中的標志點組成了該器械。當在滿足共平面關系的標志點中無法完成距離匹配時，則從未被歸入該平面的標志點出發，再次進行上述尋找和匹配的計算，直到找到待識別的器械。在多個器械同時使用時，可能偶然會發生一個器械上的某個標志點，恰好與另一個器械上的其他標志點構成所識別的多邊形的情況，這樣，在上述共面的標志點中可能會檢測到多組匹配，使某個器械的位置不確定。為排除這種情況，需要通過對待識別的所有器械的檢測，排除可能的器械B上的標志點被器械A誤識別的情況。因為這時器械A的識別有兩種標志點組合，其中一種是與器械B共用一個標志點的情況。當一個器械被區分出來以后，可以利用該器械上各個標志點分布的不對稱性，來計算和獲取各個標志點的順序，從而定位器械的尖端位置和空間方向。本方法的前提是在進行識別之前，己知各個器械上所有標志點的空間分布情況(即得知器械的設計情況)，并將這種標志點空間分布的信息，事先存儲在計算機中。由于在手術中使用的器械都是有計劃的，可以事先知道要識別和定位哪幾個器械。在識別和定位器械過程中，根據光學定位系統獲取的各個標志點之間的相對位置關系，進行特定器械的匹配識別，就可以知道哪個標志點是屬于哪個器械的，在此基礎上可以計算器械的空間位置和方向。本發明具體包括以下步驟步驟l:初始化系統，根據待識別的器械的個數與各器械的唯一標號，讀取預先存儲在計算機中的器械設計參數文件，從該文件中獲得器械上標志點的位置分布方案，并組成對應于該器械的距離數組(即各標志點間距離從小到大排列組成的數組)，以及器械質心(或尖端)及器械方向與各標志點之間的坐標位置關系。所述的各個待識別器械上標志點的位置分布方案為每個器械上都固結有三個或四個共面的標志點，所有標志點的形狀完全相同；但同一手術器械上各標志點間的距離不相同，標志點聯線組成的多邊形是不對稱的；同時，各個器械上的標志點組成的距離數組中至少有兩個距離是不相同的，其距離差異大于等于5mm;步驟2:利用紅外光學三維定位系統的攝像機拍攝包含器械的圖像對，并用雙目視覺原理對攝像機視場中的各個標志點的三維空間位置進行解算，要求解算的各個標志點的三維位置誤差小于等于1mm;步驟3:任意選取一個待識別的器械，按照上述步驟1所獲得的對應該器械的標志點距離數組，選取其中一對標志點間的己知距離(一般可選取距離數組中的第1個距離)，作為進一步搜索的條件；步驟4:從上述步驟2所識別的任意一個標志點的空間位置(起始點)出發，逐次計算該點到其他標志點間的距離，如果能夠得到一個與步驟3所述的己知距離匹配的標志點(匹配點)，則記錄下該起始點和匹配點的編號和位置。上述匹配的判據是存儲的已知距離與計算的兩標志點間的距離差值小于3mm;步驟5:在器械對應的距離數組中選取另外一對標志點間的已知距離(例如距離數組中的第2個距離)，分別從步驟4的起始點和匹配點所對應位置出發，計算其他標志點到該點的距離，若找到與該距離匹配的標志點，則將步驟4的起始點和匹配點及剛剛搜索到的第二個標志點編號和位置記錄下來。如果在標志點中無法找到進一步的匹配點，則另外選取一個起始點，再重復步驟4和步驟5的試算，直到找到兩個匹配點；步驟6:通過上述步驟搜索得到的起始點和兩個匹配點，建立一個平面，然后對除去起始點和匹配點的其他標志點，用共面關系做進一步篩選，排除所有與該平面距離大于3mm的標志點，而將與該平面距離小于3mm的標志點作為共面點看待。如果在所識別的標志點中無法找到等于或多于待識別器械上標志點個數的共面標志點，則重復步驟4、步驟5重新選擇另一個起始點進行這樣的匹配搜索；步驟7:考察步驟6所得到的各個共面標志點之間的各個距離是否與所搜索的手術器械的距離數組相匹配，具體為將所識別的各個共面標志點間的距離進行從小到大的排序，并與待識別手術器械上的距離數組進行匹配，當待識別手術器械上的距離數組與識別得到的各對應距離的差值均小于3mm時，判定這兩個距離組是相匹配的。若滿足匹配關系便認為識別到了一個器械，將該器械所對應的標志點記錄下來，并在剩余的標志點中尋找新的器械，即重復步驟3步驟7，直至待識別的器械全部找到。若在某個共面的標志點組中找到多于一個的匹配距離組，則先記錄下所有匹配點的位置和編號，并在步驟8中作進一步的區分。步驟8:當某一器械識別中找到多于一個的匹配距離組時，一定是其他器械上的某個點恰好落在這個器械的平面內，這時所識別得到的多于一個的匹配距離組中，一定有占用另外器械上標志點的情況。在得到所有器械的匹配情況下，通過考察所記錄的所有標志點組，可以發現多個器械共用一個標志點的情況，這時需要將該共用標志點歸于只匹配到一次的器械，從而是多于一次匹配的器械得到唯一的匹配，最終得到所有要識別的器械。步驟9:對匹配得到的屬于同一器械的各個標志點，根據各標志點聯線所組成的不對稱圖形，與事先存儲的器械標志點布局進行比較，確定該組內各標志點的順序，從而計算得到器械的空間方向和尖端位置信息。算法的處理流程如附圖3所示。從該算法流程可以看到，對于根據形狀特征相同的多個標志點的空間位置來區別多個手術器械的問題，本發明提出了一種使用手術器械上標志點共面特性和標志點間各個距離組成的距離組的差異來區別器械的方法；而對于同一手術器械上不同標志點順序的區別，本發明提出使用標志點非對稱布局來進行區別。本發明的手術器械識別算法是基于對手術器械上標志點的特殊布局設計來進行的，需建立在合理的手術器械標志點布局設計基礎上。本發明的優點是只使用一種規格的標志點就可以對手術中使用的多種手術器械進行被動的跟蹤定位，完全不需要在手術器械上連接電纜，并且不需要設計制造多種標志點，提高了易損的標志點更換的互換性，降低了更換標志點的成本。同時上述跟蹤識別是通過計算機自動進行的，完全不需要人工的干預，這就簡化了醫生設置系統的復雜性。本發明實現方法簡便，可以很好地完成手術器械的識別跟蹤。圖l一種三個共面標志點的布局示例圖2—種四個共面標志點的布局示例圖3本發明計算方法流程4識別中器械B的標志點落在器械A平面內，被誤匹配的情況示例圖5(a)為3個器械所對應的20個標志點在三維空間中的坐標分布圖5(b)為進行器械識別后的分組結果圖6(a)為5個器械所對應的20個標志點在三維空間中的坐標分布圖6(b)為進行器械識別后的分組結果具體實施方式下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明在設計可跟蹤定位的手術器械上的標志點布局的時候，應充分考慮發明構思中標志點布局的設計原則，選擇有差異的標志點布局方案以利于識別。例如，盡量采用四個共面標志點布局的待識別器械，四個標志點間的距離和排布方式有顯著差異。作為具體實施的一個實例，可以采用表1所示的5種不同標志點布局的器械，其標志點間的各個距離尺寸如表l所示。本實例中同一器械上標志點間形成的各距離的差值都大于5mm，各個器械上標志點的布局也有明顯不同。當然，還可以設計更多的不同類型的標志點分布，以標記更多的器械。表1所設計的5種可識別跟蹤的器械標志點布局實例<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>首先，針對表中編號為3、4、5的三種器械，利用以下的流程進行識別定位的測試1)初始化系統，讀取器械3、4、5三種器械設計的參數文件，即得到表l中對應三種器械的各個標志點的坐標，分別計算各個器械上標志點間所形成的六個距離，并進行從小到大的排序，形成如表2所示的距離數組(表2給出了所有器械上標志點間的距離)。表25種可識別跟蹤器械標志點的距離數組的實例<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>2)使用紅外光學三維定位系統的攝像機進行拍攝，并用雙目視覺原理計算獲得攝像機視場中待識別跟蹤的三個手術器械上所有的12個標志點的三維坐標；3)選取一個待識別的器械，例如器械3，選取其中一對標志點間的已知距離(例如器械3距離數組的第1個距離50mm)，作為搜索匹配點的起始條件;4)從步驟2所識別的任意一個標志點的空間位置(起始點)出發，逐次計算該點到其他11個標志點間的距離，如果能夠得到一個與已知距離50mm相匹配的標志點(匹配點)，則記錄下該起始點和匹配點的編號和位置。上述匹配的判據是存儲的已知距離與計算的標志點間的距離誤差小于3mm;5)從起始點所對應位置出發，在表2中器械3的標志點距離數組中選取另外一對標志點間的已知距離，例如選取第2個標志點距離55mm，然后分別從步驟4的起始點和匹配點所對應位置出發，重復步驟4所進行的距離匹配搜索，如果在步驟2所識別的10個剩余待選標志點中無法找到進一步的匹配點，則另外選取一個起始點，再進行步驟4的試算，直到通過步驟4和步驟5找到起始點和兩個匹配點；實際上，由于器械3、4、5的距離數組的前兩個距離大致相等，因此一定有機會找到多于l組的起始點和匹配點。因此，需要在后續的步驟中進一步確定究竟哪一組是對應所搜索的器械3。6)通過上述步驟搜索得到的起始點和兩個匹配點，可以建立一個平面，然后在上述篩選后剩余的其他9個標志點中，用共面關系做進一步的篩選。計算各個標志點到所建立的平面之間的距離，排除與該平面距離大于3腿的標志點，而將與該平面距離小于3mm的標志點作為共面點記錄下來。如果在所識別的標志點中無法找到等于或多于已知器械上標志點個數，即4個的共面標志點，則重新選擇另一個初始點進行步驟4和5的匹配搜索；7)對步驟6記錄的各個共面標志點間的距離進行計算，并按照從小到大進行排序，形成一個距離數組。然后考察該距離數組中的各個距離是否與所搜索的手術器械3的距離數組給出的各個距離相匹配(即各個對應距離的誤差小于3mm)。若滿足匹配關系便認為識別到了器械3，將該器械所對應的標志點號碼記錄下來。然后在剩余的8個標志點中尋找器械4(即重復步驟3步驟7)，然后再尋找器械5，直至待識別的器械全部找到。若在尋找器械過程中在共面的標志點組中找到多于一個的匹配距離組，先記錄下匹配點的位置和編號，在后續的器械尋找完成后，可以作出進一步的器械區分。8)若在尋找某個器械過程中在共面的標志點組中找到多于一個的匹配距離組，說明有標志點位置恰好滿足了"共用"的關系，即一個器械B的某一標志點恰好落在另一器械A的標志點平面內，且與器械A上的標志點恰好構成了器械設計的標志點布局，其關系可參考圖4的示例。通過考察步驟7記錄的所有標志點組，可以找到該"共用"標志點，即某個標志點既被識別為器械A的標志點，又被識別為器械B的標志點。這時，應當將該共用標志點歸于只滿足一組匹配關系的器械B，并從另一個器械A上排除該點，就可以排除可能的多組器械共用一個標志點的情況，找到全部所有要識別的器械。9)對屬于同一器械的各個標志點，根據各標志點聯線所組成的不對稱圖形，確定該組內各標志點的順序，從而計算得到器械的空間方向和尖端位置等信息。實施效果實際測試的算例是同時識別圖5所示的3個手術器械(即表1中的器械3，4，5)，每個手術器械都有4個共面的標志點，因此在測試的三維空間有12個實際的被動標志t附圖5(a)為定位的12個標志點的三維坐標(單位為mm)。考慮到實際使用中的穩定可靠性，測試中故意對標志點的三維坐標疊加了小幅度的位置擾動，所說的對標志點施加位置擾動，是將得到的標志點三維坐標上隨機疊加幅值均值為0，方差為1咖，誤差方向為與義的夾角和與/的夾角滿足的均勻分布，幅度滿足正態分布的隨機位置誤差。然后，使用上述識別算法，利用擾動過的數據，對帶有三維定位誤差的多標志點進行器械的識別定位，以驗證算法的穩定可靠性。針對各次位置擾動整個試算進行了10000次。比較各次試算結果，統計手術器械識別的準確性和得到的各個器械上標志點順序的準確性。在算法流程中，為克服位置(擾動)誤差所帶來的標志點間距離不匹配和標志點非共面的問題，針對所選用的器械標志點布局，選定用于判斷是否共面和距離是否相等的閾值設為3mm。判斷共面的方法為，取任意3個點構成初始平面，然后計算第4個點到該3點所建立平面的距離，若該距離不超過閾值則認為4個點是共面的。圖5(b)為一組利用本發明的算法進行三個器械識別的結果，為表示識別的各個標志點順序，各器械上編號為1的標志點都用"*"表示，編號為2的標志點都用"+"表示，其它不同標志點形狀則對應不同的手術器械。作為對上述識別與定位算法的進一步檢驗，還對識別表l中所列出的全部5種手術器械的情況進行了測試，在模擬了含有上述標志點定位誤差擾動的情況下，正確識別概率依然為100%，單次識別時間平均為36ms，完全可以滿足實際手術中在線識別器械的速度和可靠性要求。5個器械的識別結果如附圖5所示，圖6(a)為5個器械所對應的20個標志點在三維空間中的坐標分布，圖6(b)為進行器械識別后的分組結果。可以看到各個器械上的標志點都被正確地聯線，其中標志點為三角形的是器械1，標志點為圓點的是器械2，標志點為圓形的是器械3，標志點為方形的是器械4，標志點為菱形的是器械5。對于各個器械，1號標志點都用"*"標示，2號標志點用"+"標示，以確定器械的方位。上述試算是基于Matlab的程序，在一臺Intel奔騰4(1.5GHz處理器，512M內存)的個人電腦上進行的，如果采用C語言進行編程，其識別速度還可以加快。上述實驗結果顯示，該識別算法的穩定性很好，計算速度比較快，可以滿足計算機輔助手術中對器械自動識別和定位的要求。權利要求1、用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟1初始化系統根據待識別的手術器械個數與各器械的唯一編號，讀取預先存儲在計算機中的待識別器械的參數文件，從參數文件中獲得各個待識別器械上標志點的位置分布方案，并組成對應于該器械的距離數組即各標志點間距離從小到大排列組成的數組，以及器械質心或尖端、器械方向及各標志點之間的坐標位置關系；所述的各個待識別器械上標志點的位置分布方案為每個器械上都固結有三個或四個共面的標志點，所有標志點的形狀完全相同；但同一手術器械上各標志點間的距離不相同，標志點聯線組成的多邊形是不對稱的；同時，不同器械上的標志點間的距離形成的距離數組中至少有兩個對應距離是不相同的；步驟2利用紅外光學三維定位系統的攝像機拍攝包含器械的圖像對，并用雙目視覺原理對攝像機視場中的各個標志點的三維空間位置進行解算；步驟3任意選取一個待識別的器械，按照上述步驟1所獲得的對應該器械的標志點距離數組，選取其中的一個已知距離，作為進一步搜索的條件；步驟4從步驟2中所識別出的任意一個標志點出發，該出發點即為起始點，逐次計算起始點到其它標志點的距離，如果能夠得到一個與步驟3中所述的已知距離匹配的標志點，即匹配點，則記錄下該起始點和匹配點的編號和位置；步驟5在器械對應的距離數組中選取另外一對標志點間的已知距離，分別從步驟4的起始點和匹配點所對應位置出發，計算其他標志點到該點的距離，若找到與該距離匹配的標志點，則將步驟4的起始點和匹配點及剛剛搜索到的第二個標志點編號和位置記錄下來；如果在標志點中無法找到進一步的匹配點，則另外選取一個起始點，再重復步驟4和步驟5的試算；直到找到兩個匹配點；步驟6通過上述步驟得到的起始點和兩個匹配點建立一個平面，然后對除去起始點和匹配點的其他標志點，用共面關系做進一步篩選，排除所有與該平面距不共面的標志點；如果在所識別的標志點中無法找到等于或多于待識別器械上標志點個數的共面標志點，則重復步驟4、步驟5，重新選擇另一個起始點進行這樣的匹配搜索；步驟7考察步驟6所得到的各個共面的標志點之間的距離是否與步驟3中的待識別的手術器械的距離數組相匹配，具體為將所識別的各個共面標志點間的距離進行從小到大的排序，并與待識別手術器械上的距離數組進行匹配；若滿足匹配關系便認為識別到了步驟3中選定的待識別器械，記錄下該器械所對應的標志點的編號和位置，并在剩余的標志點中尋找新的器械，即重復步驟3～步驟7，直至待識別的器械全部找到；若在共面的標志點組中找到多于一個的匹配距離組，則先記錄下所有匹配點的位置和編號，并在步驟8中作進一步的區分；步驟8當某一器械識別中找到多于一個的匹配距離組時，在得到所有器械的匹配情況下，通過考察所記錄的所有標志點組，找到多個器械共用一個標志點的情況，將該共用標志點劃歸于只匹配到一次的那個器械，從而使多于一次匹配的器械的匹配標志點減少，最終得到所有要識別的器械；步驟9對匹配得到的屬于同一器械的各個標志點，根據各標志點聯線所組成的不對稱圖形，與事先存儲的器械標志點布局進行比較，確定該組內各標志點的順序，從而計算得到器械的空間方向和尖端位置信息。2、根據權利要求1所述的用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于步驟l中所述的同一手術器械上各標志點間的距離不相同，具體為同一手術器械上各標志點間的距離差值大于等于5mm。3、根據權利要求1所述的用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于步驟l中所述的不同器械上的標志點間的距離形成的距離數組中至少有兩個對應距離是不相同的，具體為至少有兩個對應距離的差值大于5mm。4、根據權利要求1所述的用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于步驟4中所述的得到匹配點的判據具體是步驟3中的起始點和匹配點間的距離與已知距離的差值小于3mm。5、根據權利要求1所述的用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于步驟6中所述的共面關系具體為如果標志點與該平面的距離大于3ram，則判斷該點不在平面內，如果標志點與該平面距離小于等于3mm，則判斷標志點在該平面內。6、根據權利要求1所述的用于被動式光學手術導航的器械識別方法，其特征在于步驟7中所述的距離匹配，具體為當待識別手術器械上的距離數組與識別得到的各對應距離的差值均小于3mm時，則判定這兩個距離組是相匹配的。全文摘要本發明是一種用于被動式光學手術導航的器械識別方法，屬于信息技術在醫學臨床中應用的領域。首先各個待識別器械上標志點的位置分布為每個器械上所固結的標志點形狀完全相同，但同一手術器械上各標志點間的距離不相同，不同器械上的標志點間的距離也有顯著差別。檢測時，首先利用雙目視覺原理，檢測三維空間中的標志點。然后按已知的器械上標志點的距離對各個標志點間的幾何關系進行匹配檢測，若能夠找到這樣的組合，則完成了匹配，認為選中的標志點組成了該器械。本發明的優點是只使用一種規格的標志點就可以對手術中使用的多種手術器械進行被動的跟蹤定位，提高了易損的標志點更換的互換性，降低了更換標志點的成本。文檔編號A61B19/00GK101327148SQ200810117180公開日2008年12月24日申請日期2008年7月25日優先權日2008年7月25日發明者輝丁,王廣志,郭兆君申請人:清華大學;北京誠志利華科技發展有限公司