技术特征：
1.一种用于手术导航的导航工具校准方法，其特征在于，所述导航工具包括导航棒，以及固定在所述导航棒上的第一跟踪工具；所述第一跟踪工具上包含至少三个第一定位点；所述方法包括：获取第一图像，所述第一图像是所述导航棒的顶点与第二跟踪工具上的目标定位点相接触时，通过图像采集设备对所述导航工具以及所述第二跟踪工具进行图像采集得到的；所述第二跟踪工具上包含至少三个第二定位点，所述目标定位点是至少三个所述第二定位点中的任意一个；基于所述第一图像，以及至少三个所述第一定位点在第一坐标系中的坐标，获取第三坐标系到所述第一坐标系的第一变换矩阵；所述第一坐标系是基于所述第一跟踪工具建立的空间坐标系；所述第三坐标系是基于所述图像采集设备建立的空间坐标系；基于所述第一图像，以及至少三个所述第二定位点在第二坐标系中的坐标，获取所述第二坐标系到所述第三坐标系的第二变换矩阵；所述第二坐标系是基于所述第二跟踪工具建立的空间坐标系；基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的目标坐标，以实现对所述导航工具的校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像，以及至少三个所述第一定位点在第一坐标系中的坐标，获取第三坐标系到所述第一坐标系的第一变换矩阵，包括：获取至少三个所述第一定位点在所述第一坐标系中对应的第一坐标集合；基于所述第一图像，获取至少三个所述第一定位点在所述第三坐标系中对应的第二坐标集合；基于所述第一坐标集合与所述第二坐标集合生成所述第一变换矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像，获取至少三个所述第一定位点在所述第三坐标系中对应的第二坐标集合，包括：获取至少三个所述第一定位点在所述第一图像中的像素位置，以获取至少三个所述第一定位点在平面坐标系中对应的二维坐标集合；所述平面坐标系是所述第一图像所在平面内的二维坐标系；基于至少三个所述第一定位点在平面坐标系中对应的二维坐标集合，获取所述第二坐标集合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于至少三个所述第一定位点在平面坐标系中对应的二维坐标集合，获取所述第二坐标集合，包括：基于至少三个所述第一定位点在平面坐标系中对应的二维坐标集合，以及所述平面坐标系与所述第三坐标系之间的第三变换矩阵，获取所述第二坐标集合。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一坐标集合与所述第二坐标集合生成所述第一变换矩阵，包括：基于所述第一坐标集合与所述第二坐标集合生成由所述第一坐标系到所述第三坐标系的中间变换矩阵；对所述中间变换矩阵进行转置，获得所述第一变换矩阵。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像，以及至少三个所述第二定位点在第二坐标系中的坐标，获取所述第二坐标系到所述第三坐标系的第二变换矩阵，包括：获取至少三个所述第二定位点在所述第二坐标系中对应的第三坐标集合；基于所述第一图像，获取至少三个所述第二定位点在所述第三坐标系中对应的第四坐标集合；基于所述第三坐标集合与所述第四坐标集合生成所述第二变换矩阵。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的目标坐标，以实现对所述导航工具的校准，包括：基于所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，以及所述第二变换矩阵，获取所述目标定位点在所述第三坐标系中的坐标；基于所述目标定位点在所述第三坐标系中的坐标，以及所述第一变换矩阵，获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的目标坐标，以实现对所述导航工具的校准。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取第二图像，所述第二图像是所述导航棒的顶点与所述第二跟踪工具上的目标验证点相接触时，通过图像采集设备对所述导航工具以及所述第二跟踪工具进行图像采集得到的，所述目标验证点是所述至少三个第二定位点中，除所述目标定位点之外的其他定位点中的任意一个定位点；基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标验证点在所述第二坐标系中的坐标，获取所述目标验证点在所述第一坐标系中的验证坐标；所述基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的目标坐标，包括：基于所述验证坐标、以及候选坐标获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的所述目标坐标；所述候选坐标是基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，获取到的所述目标定位点在所述第一坐标系中的坐标。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述验证坐标、以及候选坐标获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的所述目标坐标，包括：响应于所述验证坐标与所述候选坐标之间的差距小于第一差距阈值，将所述验证坐标或者所述候选坐标获取为所述目标坐标；或者，响应于所述验证坐标与所述候选坐标之间的差距小于第二差距阈值，将所述验证坐标与所述候选坐标的平均值对应的坐标获取为所述目标坐标。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二跟踪工具是立方体跟踪工具，所述目标定位点位于所述第二跟踪工具的顶面上。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一图像之前，所述方法还包括：在图像预览界面中展示所述图像采集设备实时采集的预览图像；在所述预览图像中展示已识别的定位点的标注信息，所述已识别的定位点包括从所述
预览图像中识别出的所述第一定位点以及所述第二定位点中的至少一者；所述获取第一图像，包括：响应于接收到基于所述图像预览界面执行的图像获取操作，将所述图像预览界面中展示的所述预览图像，获取为所述第一图像。12.一种用于手术导航的导航工具的校准方法，其特征在于，所述导航工具包括导航棒，以及固定在所述导航棒上的第一跟踪工具；所述第一跟踪工具上包含至少三个第一定位点；所述方法包括：展示图像预览界面；所述图像预览界面中包含预览图像展示区域，以及校准控件；在所述预览图像展示区域中展示图像采集设备实时采集的预览图像；响应于所述导航棒的顶点与第二跟踪工具上的目标定位点相接触，且接收到对所述校准控件的触发操作，完成对所述导航工具的校准；所述第二跟踪工具上包含至少三个第二定位点，所述目标定位点是至少三个所述第二定位点中的任意一个；其中，至少三个所述第一定位点在第一坐标系中的坐标、以及至少三个所述第二定位点在第二坐标系中的坐标是已知的；所述第一坐标系是基于所述第一跟踪工具建立的空间坐标系；所述第二坐标系是基于所述第二跟踪工具建立的空间坐标系。13.一种用于手术导航的导航工具校准装置，其特征在于，所述导航工具包括导航棒，以及固定在所述导航棒上的第一跟踪工具；所述第一跟踪工具上包含至少三个第一定位点；所述装置包括：第一图像获取模块，用于获取第一图像，所述第一图像是所述导航棒的顶点与第二跟踪工具上的目标定位点相接触时，通过图像采集设备对所述导航工具以及所述第二跟踪工具进行图像采集得到的；所述第二跟踪工具上包含至少三个第二定位点，所述目标定位点是至少三个所述第二定位点中的任意一个；第一变换矩阵获取模块，用于基于所述第一图像，以及至少三个所述第一定位点在第一坐标系中的坐标，获取第三坐标系到所述第一坐标系的第一变换矩阵；所述第一坐标系是基于所述第一跟踪工具建立的空间坐标系；所述第三坐标系是基于所述图像采集设备建立的空间坐标系；第二变换矩阵获取模块，用于基于所述第一图像，以及至少三个所述第二定位点在第二坐标系中的坐标，获取所述第二坐标系到所述第三坐标系的第二变换矩阵；所述第二坐标系是基于所述第二跟踪工具建立的空间坐标系；目标坐标获取模块，用于基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵以及所述目标定位点在所述第二坐标系中的坐标，获取所述导航棒的顶点在所述第一坐标系中的目标坐标，以实现对所述导航工具的校准。14.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有至少一条指令、至少一条程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至12任一所述的用于手术导航的导航工具校准方法。15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至12任一所述的用于手术导航的导航工具校准方法。
技术总结
本申请关于一种用于手术导航的导航工具校准方法、设备及存储介质，涉及医疗技术领域。所述方法包括：获取第一图像，该第一图像是导航棒的顶点与第二跟踪工具上的目标定位点相接触时，通过图像采集设备对导航工具以及第二跟踪工具进行图像采集得到的；基于第一图像、至少三个第一定位点在第一坐标系中的坐标，以及至少三个第二定位点在第二坐标系中的坐标分别获取第一变换矩阵以及第二变换矩阵；基于第一变换矩阵、第二变换矩阵以及目标定位点在第二坐标系中的坐标，获取导航棒的顶点在第一坐标系中的目标坐标。在上述校准过程中，通过引入一个跟踪工具，避免了相关技术中的绕轴旋转过程，提高了对导航工具的校准效果，同时提高了校准效率。高了校准效率。高了校准效率。
技术研发人员：刘翌勋 秦陈陈 姚建华
受保护的技术使用者：腾讯科技（深圳）有限公司
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2022/11/29