CN106491216A - 一种诊断体内目标对象定位系统和医疗定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种诊断体内目标对象定位系统和医疗定位系统，对象定位系统包括：目标对象坐标计算单元，用于当内窥设备达到诊断体的目标位置后，计算目标对象的坐标信息；瞄准器调整模块，依据目标对象的坐标信息调整位于诊断体外部的瞄准器的瞄准方向，使得瞄准器的瞄准方向穿过所述目标对象；瞄准器投射控制模块，用于控制瞄准器在所述诊断体上进行光束投射。当内窥设备在诊断体内找到目标对象后，可通过所述内窥设备的位置信息确定目标对象的坐标信息，将体外的瞄准器瞄准所述目标对象的坐标后，该瞄准路径上位于诊断体体表的位置记为标定位置，可见，该标定位置可由设备自动定位完成，对工作人员的技能要求较低，且定位过程快速准确。

Description

一种诊断体内目标对象定位系统和医疗定位系统

技术领域

本发明涉及定位系统技术领域，具体涉及一种诊断体内目标对象定位系统和医疗定位系统。

背景技术

电视辅助胸腔镜手术是由电视技术和内镜技术相结合而产生的微创外科技术。在手术过程中，利用微型摄像设备和特殊的手术器械，通过小切口观察胸内结构，进行一些胸膜疾病、自发性气胸和肺大疱、肺部肿瘤、纵膈疾病、食管疾病等疾病的活体组织检查和治疗。内窥镜作为一种医疗检查工具，具有创伤面小、操作简单、显示图像真实等特点，现已经在众多的医疗领域进行使用。

在使用内窥镜时，需要将内窥镜从口腔或鼻腔伸入人体，在内窥镜导航系统的协助下，进入不同的人体器官。医生根据内窥镜拍摄到的图像来观察需要显示的器官，进而实现X射线所不能显示的器官病变等功能。例如，可以观察胃内的溃疡情况，据此制定出最佳的治疗方案。

但是，传统技术方案中，当采用内窥镜找到并确定病灶位置后，在进行手术时，只能又得到的病灶位置的图像，分析病灶位置为用户的哪个位置，依据推断得到的病灶位置进行手术，在该过程中手术的位置由用户依据病灶位置的图像进行推断决定，对医师的技能要求较高，医师且无法精确的确定手术位置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种对诊断体内目标对象定位的定位系统和医疗定位系统，以实现在诊断体的体外精确标定所述诊断体体内的目标对象的位置信息。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种诊断体内目标对象定位系统，包括：

目标对象坐标计算单元，用于当内窥设备达到诊断体的目标位置后，计算目标对象的坐标信息；

瞄准器调整模块，依据所述目标对象的坐标信息调整位于诊断体外部的瞄准器的瞄准方向，使得所述瞄准器的瞄准方向穿过所述目标对象；

瞄准器投射控制模块，用于控制所述瞄准器在所述诊断体上进行光束投射。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，所述瞄准器调整模块，包括：

坐标计算单元，用于计算内窥设备在电磁导航系统中的内窥设备真实坐标；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵，得到所述内窥设备在虚拟三维模型中的内窥设备虚拟坐标；依据内窥设备虚拟坐标和内窥设备的方向信息，计算得到目标对象在虚拟三维模型中的对象虚拟坐标；计算瞄准器在电磁导航系统中的瞄准器真实坐标和真实瞄准方向；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵，得到所述瞄准器在虚拟三维模型中的瞄准器虚拟坐标和虚拟瞄准方向，其中，所述虚拟三维模型为诊断体的虚拟三维模型；

瞄准方向调整单元，用于调整所述瞄准器的瞄准方向，使得所述虚拟三维模型中的虚拟瞄准方向穿过所述对象虚拟坐标。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，瞄准方向调整单元，具体用于：

将穿过所述瞄准器虚拟坐标和对象虚拟坐标的直线作为瞄准直线；判断所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值是否在许可范围之内，如果否，调整所述瞄准器的真实瞄准方向，直至使得所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值位于许可范围之内。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，还包括：

标注单元，用于获取虚拟三维模型中所述瞄准器的虚拟瞄准方向上的虚拟图像，记为虚拟位置图像，将所述虚拟位置图像与内窥设备采集到的真实图像进行融合，在所述真实图像中标注所述虚拟目标图像中的虚拟目标的位置；

其中，所述虚拟图像为：以所述虚拟瞄准方向的中心轴为圆心，预设半径范围之内的虚拟图像，所述虚拟图像的中心位置对应的目标即为虚拟目标。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，还包括：

图像分析单元，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，对所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵进行调整，直至使得所述虚拟位置图像和真实图像的相似度大于预设值。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，图像分析单元，包括：

相似度计算单元，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，向所述坐标系统调整单元输出触发信号；

坐标系统调整单元，用于：获取内窥设备真实坐标、内窥设备虚拟坐标、内窥设备在电磁导航系统内的真实观察方向、内窥设备在虚拟三维模型中的虚拟观察方向；将所述真实坐标位置与虚拟坐标之间的差值记为坐标差值；将所述真实方向和虚拟方向之间的差值记为方向差值；依据所述坐标差值和方向差值，调整所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，还包括：

方向匹配失败子模块，用于当所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值在许可范围之外时，输出第一预设提示信号。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，所述图像分析单元，还用于：

当前判断所述虚拟位置图像和真实图像的相似度小于预设值时，输出第二预设提示信号。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，所述许可范围为不大于10°。

优选的，上述诊断体内目标对象定位系统中，所述预设值为0.5。

一种医疗定位系统，包括：应用有上述任意一项公开的诊断体内目标对象定位系统的计算机，与所述计算机相连的内窥设备、瞄准器、电磁导航系统、CT设备、显示器和计算机；

其中，所述CT设备，用于对诊断体进行扫描得到诊断体的虚拟三维模型；

所述显示器用于显示所述内窥设备采集到的图像信息。

优选的，上述医疗定位系统中，电磁导航系统至少包括：平铺的磁场发生器，与磁场发生器相连的磁场发生主机；

所述磁场发生器用于在磁场发生器主机的控制下产生磁场信号，通过感应所述内窥设备和瞄准器内置的导航传感器，计算得到所述内窥设备和瞄准器内置在所述电磁导航系统中的位置信息和瞄准方向信息。

优选的，上述医疗定位系统为电视辅助胸腔镜手术系统或穿刺活检系统。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案中，当内窥设备在诊断体内找到目标对象后，可通过所述内窥设备的位置信息确定目标对象的坐标信息，将体外的瞄准器瞄准所述目标对象的坐标后，该瞄准路径上位于诊断体体表的位置记为标定位置，可见，该标定位置可由设备自动定位完成，对工作人员的技能要求较低，且定位过程快速准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种诊断体内目标对象定位系统的系统结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种所述瞄准器调整模块的系统结构示意图；

图3为本申请另一实施例公开的一种诊断体内目标对象定位系统的系统结构示意图；

图4为本申请又一实施例公开的一种诊断体内目标对象定位系统的系统结构示意图；

图5为本申请实施例公开的一种医疗定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了能够在诊断体表面精确定位目标对象的位置，本申请公开了一种诊断体内目标对象定位系统，该系统用于需要采用内窥设备定位目标对象的系统中，参见图1，本申请实施例公开的所述诊断体内目标对象定位系统，可以包括：

目标对象坐标计算单元100，用于当内窥设备达到诊断体的目标位置(目标对象所在的位置)后，计算目标对象的坐标信息；

所述内窥设备可以为内窥镜设备，例如支气管内窥镜、肠胃内窥镜等，用户可以结合其他辅助系统控制所述内窥设备在所述诊断体内的运动路径，最终使得所述内窥设备达到目标对象所在的位置，通过定位系统，定位所述内窥设备的坐标位置信息；

瞄准器调整模块200，依据所述目标对象的坐标信息调整位于诊断体外部的瞄准器的瞄准方向，使得所述瞄准器的瞄准方向穿过所述目标对象；

当所述目标对象的坐标信息确定以后，只需要采用位于诊断体外的瞄准器瞄准所述目标对象，所述瞄准器正对的诊断体的体表位置作为目标对象在诊断体体外的标定位置，当诊断体为需要患者时，所述标定位置即为要进行手术的位置(例如开刀位置)，当然，用户可以通过改变所述瞄准器的位置，调整位于诊断体体表的标定位置，最终由多个标定位置中选择一个合理的位置；

瞄准器投射控制模块300，用于控制所述瞄准器在所述诊断体上进行光束投射，以在诊断体外确定标定位置。

通过本申请上述实施例公开的技术方案可见，当内窥设备在诊断体内找到目标对象后，可通过所述内窥设备的位置信息确定目标对象的坐标信息，将体外的瞄准器瞄准所述目标对象的坐标后，该瞄准路径上位于诊断体体表的位置记为标定位置，可见，该标定位置可由设备自动定位完成，对工作人员的技能要求较低，且定位过程快速准确。

在本申请实施例公开的技术方案中，可以通过电磁导航系统确定本申请上述方案中各个设备的真实坐标，所述真实坐标即为各个设备在电磁导航系统中的坐标，其中，所述电磁导航系统至少包括：磁场发生器，与磁场发生器相连的磁场发生主机，所述磁场发生器平铺在水平面上，所述诊断体放置于磁场发生器上，所述磁场发生器在磁场发生器主机的控制下产生磁场信号，通过所述磁场信号定位所述瞄准器、内窥设备等的坐标信息。

在医疗设备中，为了方便确定目标对象的位置信息，还预先建立所述诊断体的虚拟三维模型，将所述电磁导航系统与虚拟三维模型相结合，将由电磁导航系统定位得到的内窥设备的坐标信息通过坐标转换矩阵，将内窥设备的坐标映射到虚拟三维模型中，以在虚拟三维模型中标定所述内窥设备在诊断体内的位置信息。

为了精确调整所述瞄准器的瞄准方向，在本申请上述实施例公开的技术方案中，参见图2，所述瞄准器调整模块200，可以包括：

坐标计算单元210，用于计算内窥设备在电磁导航系统中的内窥设备真实坐标；依据内窥设备真实坐标和内窥设备的瞄准方向，计算得到目标对象在电磁导航系统中的对象真实坐标；计算瞄准器在电磁导航系统中的瞄准器真实坐标和真实瞄准方向；

具体的，为了方便所述坐标计算单元210计算所述内窥设备和瞄准器的坐标信息，所述内窥设备和瞄准器内各配置有一导航传感器，所述电磁导航系统用于通过感应所述内窥设备和瞄准器内置的导航传感器，感应所述内窥设备和瞄准器在所述电磁导航系统中的坐标位置信息和所述内窥设备和瞄准器的瞄准方向信息，通过电磁导航系统和虚拟三维模型之间的坐标转换矩阵，可将所述内窥设备和瞄准器的位置信息和瞄准方向映射到所述虚拟三维模型中；

瞄准方向调整单元220，用于调整所述瞄准器的瞄准方向，使得所述电磁导航系统中，所述瞄准器的瞄准方向穿过所述对象虚拟坐标。

当然，为了将瞄准情况更加直观的展示给用户，本系统还可以采用所述虚拟三维模型向用户展现当前瞄准情况，即，坐标计算单元210，具体用于将电磁导航系统和虚拟三维模型相结合，计算内窥设备在电磁导航系统中的内窥设备真实坐标和内窥设备的瞄准方向；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵对所述内窥设备真实坐标和瞄准方向进行转换，得到所述内窥设备在虚拟三维模型中的内窥设备虚拟坐标和其在虚拟三维模型中的瞄准方向；依据内窥设备虚拟坐标和内窥设备在虚拟三维模型中的瞄准方向，计算得到所述诊断体内的目标对象在虚拟三维模型中的对象虚拟坐标(当然，在计算对象虚拟坐标时，也可以由内窥设备真实坐标和内窥设备在电磁导航系统中的瞄准方向，计算得到所述目标对象在电磁导航系统中的对象真实坐标，然后再依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵得到所述目标对象在虚拟三维模型中的对象虚拟坐标)；计算瞄准器在电磁导航系统中的瞄准器真实坐标和真实瞄准方向；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵对所述瞄准器真实坐标和真实瞄准方向进行转换，得到所述瞄准器在虚拟三维模型中的瞄准器虚拟坐标和虚拟瞄准方向；

瞄准方向调整单元220，具体用于调整所述瞄准器的瞄准方向，使得所述虚拟三维模型中的虚拟瞄准方向穿过所述对象虚拟坐标。

具体的，所述瞄准方向调整单元220，用于依据所述瞄准器在虚拟三维模型中的瞄准器虚拟坐标和虚拟瞄准方向判断所述瞄准器的是否瞄准所述对象虚拟坐标，如果否，对所述瞄准器的瞄准方向和/或坐标位置进行调整，最终使得所述虚拟三维模型中的对象虚拟坐标位于所述瞄准器的虚拟瞄准方向上。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，通过所述瞄准方向调整单元220对瞄准器的瞄准方向进行调整，以使得所述瞄准器的瞄准方向穿过目标对象，在调整瞄准器的瞄准方向时，可采用闭环调整的方式对瞄准器的瞄准方向进行调整，具体的，当瞄准过程是基于目标对象在电磁导航系统中的对象真实坐标进行的时，所述瞄准方向调整单元220具体用于：将所述瞄准器在电磁导航系统中的瞄准器真实坐标和对象真实坐标作为瞄准直线，获取并调整所述瞄准器在电磁导航系统中的瞄准方向，使其与所述瞄准直线的方向相一致。当瞄准过程是基于目标对象在虚拟三维模型的对象虚拟坐标进行的时，所述瞄准方向调整单元220具体用于：将穿过所述瞄准器虚拟坐标和对象虚拟坐标的直线作为瞄准直线；判断所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值是否在许可范围之内，如果否，调整所述瞄准器的真实瞄准方向，直至使得所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值位于许可范围之内。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，在具体实施过程中为了方便用户观察内窥设备采集到的真实图像，以使得所述内窥设备能够准确的采集到目标对象的真实图像，在本申请上述实施例公开的技术方案中还需通过显示设备实时显示所述内窥设备采集到的图像信息，为了更近一步的向用户展示所述瞄准器当前所瞄准的诊断体的体内位置，上述系统中还可以包括：

标注单元，用于获取虚拟三维模型中所述瞄准器的虚拟瞄准方向上的虚拟图像，记为虚拟位置图像，在获取所述虚拟位置图像时，将所述内窥设备采集到的图像信息与所述虚拟三维模型进行图像匹配，在所述虚拟三维模型中标出所述内窥设备当前采集到的图像在所述虚拟三维模型中的区域信息，即为虚拟拍摄区域，当所述瞄准器瞄准所述目标对象后，瞄准器的瞄准方向必然穿过所述虚拟拍摄区域，将所述瞄准器的瞄准方向上正对的虚拟拍摄区域记为虚拟位置图像，在所述显示设备中，将所述虚拟位置图像与内窥设备采集到的真实图像进行融合，在所述真实图像中标注所述虚拟目标图像中的虚拟目标的位置，并通过显示设备进行显示，从而能够使得用户更加快捷的判定所述瞄准器的瞄准对象；

其中，所述虚拟图像为：以所述虚拟瞄准方向的中心轴为圆心，预设半径范围之内的虚拟拍摄区域，所述虚拟拍摄区域的中心位置对应的目标即为虚拟三维模型中与所述目标对象对应的虚拟目标。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵为用户依据经验计算得到的转换矩阵，在实际使用时，其必然存在一定误差，针对于此，在上述系统工作过程中，还需要对得到的虚拟位置图像和真实图像进行对比，判断两者的相似度，如果两者的相似度高于预设值，则表明两个图像对应的时同一目标对象，此时，说明该转换矩阵能够精确地实现电磁导航系统与虚拟三维模型之间的坐标转换。

针对于此，在本申请上述实施例公开的技术方案中，还包括：

图像分析单元400，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，对所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵进行调整，直至使得所述虚拟位置图像和真实图像的相似度大于预设值。

具体的，所述图像分析单元400，可以包括相似度计算单元410和坐标系统调整单元420：

相似度计算单元410，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，向所述坐标系统调整单元输出触发信号；

坐标系统调整单元420，用于：在获取到触发信号后，获取内窥设备真实坐标、内窥设备虚拟坐标、内窥设备在电磁导航系统内的真实观察方向、内窥设备在虚拟三维模型中的虚拟观察方向；将所述真实坐标位置与虚拟坐标之间的差值记为坐标差值；将所述真实方向和虚拟方向之间的差值记为方向差值；依据所述坐标差值和方向差值，调整所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵，以使得所述真实坐标位置与虚拟坐标之间的坐标差值、真实方向和虚拟方向之间的方向差值在许可范围之内。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，在调整所述瞄准器的瞄准方向时，可以采用手动调整的方式，当然也可以采用自动瞄准的方式，其中，为了方便用户直观判断所述瞄准器的瞄准方向是否与所述瞄准直线相一致，本申请上述实施例公开的技术方案中，还可以包括方向匹配失败子模块，其用于当所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值在许可范围之外时，输出用于表征方向不匹配的第一预设提示信号，以提示用户所述瞄准器的瞄准方向还需继续调整。

其中，所述虚拟瞄准方向与所述瞄准直线(在虚拟三维模型中的瞄准直线)的角度差值的许可范围的大小，可以依据用户对精确度的要求自定确定，如果用户对瞄准的精确度要求较高，可以将所述许可范围设定的适当较小，例如，在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述许可范围为[0°，10°]，即只要两者的角度差值不大于10°，就可认为所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的方向相一致。

与所述图像分析单元相对应，本申请上述系统中，所述图像分析单元还用于：当前判断所述虚拟位置图像和真实图像的相似度小于预设值时，输出用于提示用户或系统需继续对所述电磁导航系统和虚拟坐标系统之间的坐标转换矩阵继续调整的第二预设提示信号。其中，用户可以依据自身对精度的需求设定所述用于判定相似度时的预设值的大小，例如，在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述预设值可以设定为0.5，即，只要认为两者的相似度大于0.5，即可认为两个图像一致。

针对于上述诊断体内目标对象定位系统，参见图5，在本申请另一实施例中，还公开了一种医疗定位系统，其包括内窥设备X1、瞄准器X2、电磁导航系统X3、CT设备X4、显示器X5和计算机X6，该医疗定位系统可以为电视辅助胸腔镜手术系统或穿刺活检系统；

其中，所述CT设备用于对诊断体进行扫描，得到诊断体的虚拟三维模型，所述内窥设备、瞄准器内设置有导航传感器，所述电磁导航系统用于建立电磁导航坐标系，通过所述电磁导航坐标系可感应所述内窥设备、瞄准器内的导航传感器，从而确定所述内窥设备、瞄准器的位置信息以及瞄准方向，所述计算机中应用有本申请上述任意一项实施例公开的诊断体内目标对象定位系统，所述计算机用于获取并显示所述CT设备采集到的虚拟三维模型，依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵，确定所述内窥设备在所述虚拟三维模型中的位置信息，所述显示器用于显示所述内窥设备采集到的图像信息。

可选的，在本申请实施例公开的技术方案中，所述瞄准器能够发射出三束激光，这三束激光呈三角式分布，该三角的中心位置即为所述瞄准器的瞄准位置。

当应用本申请上述实施例公开的医疗定位系统在诊断体体外进行目标定位时，首先，采用CT设备对诊断体进行扫描，得到诊断体的虚拟三维模型，通过计算机显示该虚拟三维模型。将诊断体安置在所述磁场发生器上，通过所述磁场发生器主机控制所述磁场发生器工作，医护人员将内窥设备植入至诊断体体内，通过所述磁场发生器通过内窥设备和瞄准器内置的导航传感器感应所述内窥设备和瞄准器的位置信息以及瞄准方向信息，并将这些信息发送给计算机，依据所述电磁导航系统和虚拟三维模型之间的坐标转换矩阵，在所述虚拟三维模型中标定所述内窥设备的位置信息，同时通过显示器实时显示所述内窥设备采集到的图像信息，医护人员通过所述显示器显示的图像信息查找所述诊断体内的目标对象，当所述内窥设备采集到所述目标对象的图像信息后，所述计算机控制内置的诊断体内目标对象定位系统动作。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，包括：

目标对象坐标计算单元，用于当内窥设备达到诊断体的目标位置后，计算目标对象的坐标信息；

瞄准器调整模块，依据所述目标对象的坐标信息调整位于诊断体外部的瞄准器的瞄准方向，使得所述瞄准器的瞄准方向穿过所述目标对象；

瞄准器投射控制模块，用于控制所述瞄准器在所述诊断体上进行光束投射。

2.根据权利要求1所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，所述瞄准器调整模块，包括：

坐标计算单元，用于计算内窥设备在电磁导航系统中的内窥设备真实坐标；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵，得到所述内窥设备在虚拟三维模型中的内窥设备虚拟坐标；依据内窥设备虚拟坐标和内窥设备的方向信息，计算得到目标对象在虚拟三维模型中的对象虚拟坐标；计算瞄准器在电磁导航系统中的瞄准器真实坐标和真实瞄准方向；依据电磁导航系统和虚拟三维模型之间的转换矩阵，得到所述瞄准器在虚拟三维模型中的瞄准器虚拟坐标和虚拟瞄准方向，其中，所述虚拟三维模型为诊断体的虚拟三维模型；

瞄准方向调整单元，用于调整所述瞄准器的瞄准方向，使得所述虚拟三维模型中的虚拟瞄准方向穿过所述对象虚拟坐标。

3.根据权利要求2所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，瞄准方向调整单元，具体用于：

将穿过所述瞄准器虚拟坐标和对象虚拟坐标的直线作为瞄准直线；判断所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值是否在许可范围之内，如果否，调整所述瞄准器的真实瞄准方向，直至使得所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值位于许可范围之内。

4.根据权利要求3所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，还包括：

标注单元，用于获取虚拟三维模型中所述瞄准器的虚拟瞄准方向上的虚拟图像，记为虚拟位置图像，将所述虚拟位置图像与内窥设备采集到的真实图像进行融合，在所述真实图像中标注所述虚拟目标图像中的虚拟目标的位置；

其中，所述虚拟图像为：以所述虚拟瞄准方向的中心轴为圆心，预设半径范围之内的虚拟图像，所述虚拟图像的中心位置对应的目标即为虚拟目标。

5.根据权利要求4所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，还包括：

图像分析单元，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，对所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵进行调整，直至使得所述虚拟位置图像和真实图像的相似度大于预设值。

6.根据权利要求5所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，图像分析单元，包括：

相似度计算单元，用于获取所述虚拟位置图像和真实图像，计算所述虚拟位置图像和真实图像的相似度，判断所述相似度是否大于预设值，如果否，向所述坐标系统调整单元输出触发信号；

坐标系统调整单元，用于：获取内窥设备真实坐标、内窥设备虚拟坐标、内窥设备在电磁导航系统内的真实观察方向、内窥设备在虚拟三维模型中的虚拟观察方向；将所述真实坐标位置与虚拟坐标之间的差值记为坐标差值；将所述真实方向和虚拟方向之间的差值记为方向差值；依据所述坐标差值和方向差值，调整所述虚拟三维模型和电磁导航系统之间的坐标转换矩阵。

7.根据权利要求3所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，还包括：

方向匹配失败子模块，用于当所述瞄准器的虚拟瞄准方向与所述瞄准直线的角度差值在许可范围之外时，输出第一预设提示信号。

8.根据权利要求7所述的诊断体内目标对象定位系统，其特征在于，所述许可范围为不大于10°。

9.一种医疗定位系统，其特征在于，包括：应用有权利要求1-8任意一项公开的诊断体内目标对象定位系统的计算机，与所述计算机相连的内窥设备、瞄准器、电磁导航系统、CT设备、显示器和计算机；

其中，所述CT设备，用于对诊断体进行扫描得到诊断体的虚拟三维模型；

所述显示器用于显示所述内窥设备采集到的图像信息。

10.根据权利要求9所述的医疗定位系统，其特征在于，电磁导航系统至少包括：平铺的磁场发生器，与磁场发生器相连的磁场发生主机；

所述磁场发生器用于在磁场发生器主机的控制下产生磁场信号，通过感应所述内窥设备和瞄准器内置的导航传感器，计算得到所述内窥设备和瞄准器内置在所述电磁导航系统中的位置信息和瞄准方向信息。

11.根据权利要求9所述的医疗定位系统，其特征在于，所述医疗定位系统为电视辅助胸腔镜手术系统或穿刺活检系统。