CN109925052B - 靶点路径的确定方法、装置和系统、可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种靶点路径的确定方法、装置和系统、可读存储介质。应用于路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构；所述确定方法包括：获取针对患处的三维局部图像和指向虚拟靶点的虚拟路径，所述虚拟路径规避虚拟特定组织；当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息；根据所述虚拟路径的三维姿态信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径匹配。

Description

靶点路径的确定方法、装置和系统、可读存储介质

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，尤其涉及一种靶点路径的确定方法、系统、装置和可读存储介质。

背景技术

当前，在通过手术器械对患处进行手术时，通常需要插入患处内部，而准确获取患肢内的路径，可以大大提高手术的精度，减少X片的拍摄次数，减少辐射，减低患者痛苦。基于路径的重要性，如何提高路径精度已然成为了实际人员亟待解决的一个技术难题。

发明内容

本申请提供一种靶点路径的确定方法、装置和系统、可读存储介质，以解决相关技术中的不足。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种靶点路径的确定方法，应用于靶点路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构；所述确定方法包括：

获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径；

当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径在所述三维局部图像上的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息，所述透视坐标系基于所述拍摄装置形成；

根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配。

可选的，所述基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配，包括：

对所述患处进行透视投影得到所述二维投影图像；

对所述三维局部图像进行投影得到所述仿真二维图像；

获取所述仿真二维图像和所述二维投影图像的重合度，在所述重合度不小于预设阈值时，确定为所述仿真二维图像与所述二维投影图像匹配。

可选的，

所述定位装置包括第二标识板，所述路径确定系统包括校准装置，所述校准装置与所述定位装置分离；

所述第一转换关系通过下述方式获取：

获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；

根据所述拍摄装置的焦点位置信息、所述第二标识板在所述定位坐标系下的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在所述图像坐标系中的图像坐标信息，确定所述第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

可选的，所述校准装置包括层叠间隔设置的校准板和第一标识板，所述预设标记点包括位于所述校准板上的第一定位球、和位于所述第一标识板上的第二定位球；

所述获取预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，包括：

基于多个所述第一定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、和在所述校准坐标系下的校准位置信息，确定所述第二转换关系，所述第二转换关系能够用于确定校准后的所述二维投影图像；

基于多个所述第二定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、在所述校准坐标系下的校准位置信息和所述第二转换关系，确定所述拍摄装置的焦点位置信息。

可选的，所述调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述第一转换关系，得到所述靶点路径在所述定位坐标系下的定位位置信息；

根据所述靶点路径的定位位置信息、和所述指引结构在所述定位坐标系下的定位位置信息，调整所述指引结构，使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径的延伸方向重合。

可选的，所述指引结构包括光束发射部件，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

所述光束部件发射的光束与所述靶点路径匹配。

可选的，

所述指引结构包括器械导向通道，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

所述器械导向通道的中轴线与所述靶点路径匹配。

可选的，靶点路径确定系统还包括投影装置，所述路径确定方法还包括：

获取基于所述投影装置的投影坐标系与所述透视坐标系之间的第三转换关系；

当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述三维局部图像的三维姿态信息；

根据所述三维局部图像和所述虚拟路径的三维姿态信息、所述第三转换关系，确定所述患处在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述投影位置信息进行投影。

可选的，所述指引结构包括器械导向通道，所述确定方法还包括：

获取所述器械导向通道在所述定位坐标系下的定位位置信息，并根据所述第一转换关系和所述第三转换关系获取所述器械导向通道在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述器械导向通道的投影位置信息进行投影。

根据本申请实施例第二方面，提供一种靶点路径确定系统，包括：

拍摄装置，所述拍摄装置用于获取二维投影图像；

定位装置，所述定位装置与所述拍摄装置分离，包括指引结构；

展示装置，所述展示装置用于展示基于患处的三维局部图像和虚拟路径、且在基于所述三维局部图像投影获得的仿真二维图像、与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系生成调整指令，所述调整指令用于调整指引结构，以使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径匹配。

根据本申请实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述方法的步骤。

根据本申请实施例第四方面，提供一种靶点路径确定装置，应用于路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构；所述确定装置包括：

第一获取模块，获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径；

第二获取模块，当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径在所述三维局部图像上的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息，所述透视坐标系基于所述拍摄装置形成；

调整模块，根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请在仿真二维图像与二维投影图像匹配时，能够通过虚拟路径的三维姿态信息，确定出靶点路径的透视坐标信息，从而辅助医护人员进行器械导入，提高了手术时的精准度；而且本申请中的定位装置与拍摄装置分离，从而当第一转换关系确定后即可移除拍摄装置，通过定位装置即可确定出靶点路径，避免了拍摄装置对手术空间的占用，为医护人员执行手术腾出更大的空间。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种路径确定方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种路径确定系统的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的另一种路径确定方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种手术路径确定方法的部分流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的另一种手术路径确定方法的部分流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种仿真二维图像的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种二维投影图像的示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的又一种靶点路径确定方法的流程图。

图9是根据一示例性实施例示出的另一种路径确定系统的结构示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种校准装置的结构示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的一种校准板的投影示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的一种第一标识板的投影示意图。

图13是根据一示例性实施例示出的一种第二标识板的分解示意图。

图14是根据一示例性实施例示出的一种定位部件的局部示意图。

图15是根据一示例性实施例示出的一种机械臂的结构示意图。

图16是根据一示例性实施例提供的另一种定位部件的局部示意图。

图17是根据一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。

图18是根据一示例性实施例示出的一种路径确定装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据一示例性实施例示出的一种路径确定方法的流程图。该路径确定方法可以被应用于如图2所示的路径确定系统，该路径确定系统可以包括拍摄装置1、展示装置4和定位装置3，该定位装置3与拍摄装置1在物理结构上相互分离，定位装置3可以包括指引结构31，进一步还可以包括。如图1所示，该路径确定方法可以包括以下步骤：

在步骤101中，获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径。

在本实施例中，可以通过CT扫描或者MR影像得到扫描信息，该扫描信息可以被输入到计算机使之进行重建，得到三维局部图像。进一步地，根据CT或者MR的扫描信息同样可以重建在三维局部图像内重建由多个靶点组合联合而成的虚拟路径。其中，本实施例中所述的患处可以包括四肢、脊椎、腰部、胸部或者头部等位置，对此并不进行限制。该虚拟路径可以是直线型，在三维局部图像中可以针对该虚拟路径进行长度、宽度以及角度的调整。

在步骤102中，当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息。

在本实施例中，当仿真二维图像与二维投影图像匹配时，说明此时三维局部图像的三维姿态参数即为患处相对拍摄装置的透视坐标系得透视位置信息，此时虚拟路径的三维姿态信息可以作为即将在患处内建立的手术路径在透视坐标系系下的透视位置信息。

具体而言，可以对所述患处进行透视投影得到所述二维投影图像；对所述三维局部图像进行投影得到所述仿真二维图像；获取所述仿真二维图像和所述二维投影图像的重合度，在所述重合度不小于预设阈值时，确定为所述仿真二维图像与所述二维投影图像匹配。例如还可以根据仿真二维图像与二维投影图像之间的重合度，反馈仿真二维图像与二维投影图像之间的差异，从而根据该重合度再调整三维局部图像的空间姿态或者调整针对三维局部图像的投影参数。当然，在其他实施例中，也可以时按照一定规律间隔依次调整三维局部图像的空间姿态或者投影参数，本申请并不进行限制。

调整三维局部图像的空间姿态可以是调整三维局部图像针对至少一个坐标轴的旋转角度，或者，可以是调整三维局部图像针对至少一个坐标轴的位移。当然，在其他实施例中，也可以是对任一坐标轴的旋转角度和位移均进行调节。调整针对三维局部图像的投影参数可以是调整虚拟光源的位置，虚拟光源的焦距和成像分辨率中的一个参数或者多个参数。其中，成像分辨率用于表征像素与几何尺寸之间的关系，其与三维局部图像的投影成像平面的尺寸以及二维投影图像的图像尺寸相关。

在上述各个实施例中，对于仿真二维图像与二维投影图像之间的重合度可以通过下述方式实施：

在一实施例中，可以是通过用户个人针对二维投影图像和仿真二维图像进行匹配，得到重合度。

在另一实施例中，可以提取仿真二维图像中的第一投影区域和二维投影图像中的第二投影区域，根据第一投影区域和第二投影区域之间的边缘轮廓匹配程度，得到重合度。

在又一实施例中，可以将仿真二维图像和二维投影图像均按照预设比例沿预设方向进行分割，将仿真二维图像的每一分割区域和二维投影图像对应的分割区域进行匹配，从而得到重合度。

在步骤103中，根据所述虚拟路径的三维姿态信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径匹配。

在本实施例中，虚拟路径的三维姿态信息即为欲建立在患处内的手术路径相对于拍摄装置上透视坐标系的透视位置信息，而根据第一转换关系可以得到手术路径在定位坐标系下的定位位置信息，而指引结构位于定位装置上，从而该指引结构相对于定位坐标系的定位位置信息已知，所以能够通过手术路径在定位坐标系下的定位位置信息和指引结构相对于定位坐标系的定位位置信息，调整指引结构，使得指引结构的指引方向与虚拟路径匹配。

在一实施例中，定位装置可以包括第二标识板，靶点路径确定系统还可以包括校准装置，所以可以通过获取预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；根据所述拍摄装置的焦点位置信息、基于所述定位装置的定位坐标系时所述第二标识板的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在图像坐标系中的图像坐标信息，确定基于所述拍摄装置时的透视坐标系和所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

在一实施例中，可以通过下述方式获取第二转换关系和焦点位置信息：所述校准装置包括层叠间隔设置的校准板和第一标识板，所述预设标记点包括位于所述校准板上的第一定位球、和位于所述第一标识板上的第三定位球；可以基于多个所述第一定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、和在所述校准坐标系下的校准位置信息，确定所述第二转换关系；基于多个所述第二定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、和在所述校准坐标系下的校准位置信息、所述第二转换关系，确定所述拍摄装置的焦点位置信息。

在一实施例中，可以通过下述方式调整指引结构：根据所述虚拟路径的三维姿态信息、所述第一转换关系，得到所述虚拟路径在所述定位坐标系下的定位位置信息；根据所述虚拟路径在所述定位坐标系下的定位位置信息、和所述指引结构在所述定位坐标系下的定位位置信息，调整所述指引结构，使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径在所述定位坐标系下的定位位置信息重合。

在上述各个实施例中，指引结构可以包括光束发射部件，从而调整时可以是调整光束发射部件使得光束发射部件的发射光线与虚拟路径匹配，即重合。或者，该指引结构也可以包括器械导向通道，从而调整时可以时将该器械导向通道的中轴线调整至与虚拟路径匹配，即重合。

在上述各个实施例中，该确定方法还可以包括获取基于所述投影装置的投影坐标系与基于拍摄装置时透视坐标系之间的第三转换关系；当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述三维局部图像的三维姿态信息；根据所述三维局部图像和所述虚拟路径的三维姿态信息、所述第三转换关系，确定所述患处在所述投影坐标系下的图像位置信息，以根据所述图像位置信息进行投影。当指引结构包括器械手术通道时，可以根据所述第一转换关系、所述器械导向通道在所述定位坐标系下的定位位置信息，获取所述器械导向通道在所述透视坐标系下的透视位置信息；根据所述第三转换关系、所述器械导向通道在所述透视坐标系下的透视位置信息，得到所述器械导向通道在投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述投影位置信息进行投影，从而进行手术即手术过程的投影，可以在将患处以及器械导向通道投影至方便医护人员查看的位置，便于执行手术操作。

由上述实施例可知，本申请通过仿真二维图像和二维投影图像之间的匹配，确定出患处基于透视坐标系的透视位置信息，有利于为医护人员提供三维路径的参考，提升手术的精确性；而且，通过指引结构的指引可以提供手术通道，便于后期植入器械。

为对本申请的实施例进行详细说明，下述以指引结构为光束发射部件为例，对本申请的实施例进行详细说明，如图3所示：

在步骤301中，获取第一定位球O在校准坐标系XOY中的校准位置信息O₁_2d、在图像坐标系MON中的图像位置信息O₂_2d。

在本实施例中，假定原点位于校准板的上表面，那么基于该上表面的延伸方向可以建立一校准坐标系XOY，并且能够根据校准板自身的物理结构尺寸，得到每一第一定位球在校准坐标系XOY中的校准位置信息。例如，每一第一定位球以字母O表示，那么校准位置信息可以O₁_2d可以包括：O1(X1，Y1)、O2(X2，Y2)……On(Xn，Yn)。

进一步地，假定以二维投影图像中的任意一点为圆心建立一图像坐标系MON。那么，可以得到每一第一定位球在图像坐标系MON中的图像位置信息，该图像位置信息O₂_2d可以包括O1(M1，N1)、O2(M2，N2)……On(Mn，Nn)。

在步骤302中，根据第一定位球的校准位置信息O₁_2d、和第一定位球的图像位置信息O₂_2d，计算校准坐标系和图像坐标系之间的第二转换关系T2。

在本实施例中，可以通过数学方法建立校准位置信息和图像位置信息之间的函数关系，根据函数关系求解该第二转换关系T2。

例如，可以建立下述函数关系：

M＝a₀+a₁X+a₂Y+a₃X²+a₄XY+a₅Y²+a₆X³+a₇X²Y+a₈XY²+a₉Y³+…

N＝b₀+b₁X+b₂Y+b₃X²+b₄XY+b₅Y²+b₆X³+b₇X²Y+b₈XY²+b₉Y³+…

其中，(M，N)为图像位置信息、(X，Y)为二维校准位置信息，a₀…a₉,b₀…b₉用于表示第二转换关系T2。换言之，该第二转换关系T2表征了畸变图像与未畸变图像之间的换算关系。所以，当通过C臂机拍摄获得针对患处的处于畸变状态的二维投影图像后，可以通过第二转换关系T2进行校准，从而得到校准后的二维投影图像。

在步骤303中，获取第二定位球在图像坐标系MON中的图像位置信息P₁_2d、并计算第二定位球在第一定位球所处平面投影的三维坐标P2_3d。

在本实施例中，基于校准装置在拍摄装置下的投影图像，进一步可以基于图像坐标系MON，得到各个第二定位球的图像位置信息，该第二定位球的图像位置信息P₁_2d可以包括P1(M1，N1)、P2(M2，N2)……Pn(Mn，Nn)。

进一步地，假定第一定位球所处的平面即为校准板的位置。通过第二转换关系T2可以得到第二定位球在校准板上投影坐标P₃_2d，该P₃_2d可以包括P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)……Pn(Xn，Yn)，而本实施例中可以假定校准坐标系位于校准板上，所以第二定位球在校准板上投影点的Z坐标为零，从而得到第二定位球投影的三维坐标P₂_3d：P1(X1，Y1，0)、P2(X2，Y2，0)……Pn(Xn，Yn，0)。

在步骤304中，获取第二定位球P在校准坐标系XOY中的校准位置信息P₃_3d，根据P2_3d和校准位置信息P3_3d，得到焦点位置信息J_3d。

在本实施例中，根据校准板和第一标识板之间的相对位置关系，可以得到第一标识板上每一第二定位球在校准坐标系中的校准位置信息，该校准位置信息P₃_3d可以表示包括Pj1(X1，Y1，Z1)、Pj2(X2，Y3，Z3)……Pj3(X1，Y1，Z1)。

进一步地，第一标识板上每一第二定位球均可以在校准板上形成一投影点。换言之，第二定位球在校准板的投影均存在一物理空间上的第二定位球与之对应，举例而言，假定一个第二定位球在校准坐标系中的校准位置信息为Pj1(X1，Y1，Z1)，该第二定位球在校准板上投影的位置信息为P1(X1，Y1，0)，那么过P1(X1，Y1，0)和Pj1(X1，Y1，Z1)两点的直线必然经过光源。所以，通过该多个第二定位球可以得到多条经过光源的直线，因而可以计算得到光源的位置信息亦即焦点位置信息J_3d，该焦点位置信息J_3d的Z轴坐标即光源与投影成像平面之间的距离。基于焦点位置信息J_3d，可以得到透视坐标系下的任一点的三维坐标与投影图像中对应点之间的投影变换矩阵A。

在步骤305中，获取第三定位球在图像坐标系中的图像位置信息Q_1-2d、定位坐标系下的定位位置信息Q₃_3d。

在本实施例中，由于第三定位球存在多个，所以基于图像坐标系MON，该二维坐标Q₁_2d可以包括Q1(M1，N1)、Q2(M2，N2)……Qn(Mn，Nn)。

进一步地，可以在定位装置3上建立定位坐标系，而由于定位装置3上各个结构之间的相对位置关系已知，从而可以得到第三定位球在定位坐标系下的定位位置信息Q₃_3d。

在步骤306中，根据焦点坐标信息J_3d、第三定位球311的定位位置信息Q₃_3d、第三定位球在图像坐标系中的二维坐标Q_1-2d，获取透视坐标系和定位坐标系之间的第一转换关系T1。

在本实施例中，可以假定第三定位球在透视坐标系下得透视位置信息为Q₂_3d，那么可以得到Q₂_3d＝F1(T1，Q₃_3d)，而根据焦点坐标信息J_3d可以得到拍摄装置的投影变换矩阵A，即可以得到函数关系第三定位球Q的图像位置信息Q_1-2d＝F2(T2，A，Q₂_3d)。所以，联合Q_1-2d＝F2(T2，A，Q₂_3d)和Q₂_3d＝F1(T1，Q₃_3d)，可以得到第三定位球Q的图像位置信息Q_1-2d＝F3(T2，A，T1，Q₃_3d)。其中，第三定位球Q的图像位置信息Q_1-2d、第二转换关系T2、投影变换矩阵A和第三定位球的定位位置信息Q₃_3d均为已知，从而可以计算得到定位坐标系和透视坐标系之间的第一转换关系T1。例如，可以通过优化算法不断匹配矩阵，得到最优的矩阵即为第二转换关系，例如可以通过最小二乘法或者其他优化算法，本申请并不限制。

在步骤307中，获取三维局部图像和指向虚拟靶点的虚拟路径。

在步骤308中，对所述患处进行投影得到所述二维投影图像。

在步骤309中，对所述三维局部图像进行投影得到所述仿真二维图像。

在步骤310中，获取所述仿真二维图像和所述二维投影图像的重合度，在所述重合度不小于预设阈值时，确定为所述仿真二维图像与所述二维投影图像匹配。

在步骤311中，获取虚拟路径的姿态信息。

在本实施例中，步骤307-步骤311可以参考图4-图7所示的实施例。

在步骤312中，根据虚拟路径的姿态信息和第一转换关系，得到虚拟路径在定位坐标系下的定位位置信息。

在本实施例中，虚拟路径的姿态信息即为欲建立手术路径在透视坐标系下的透视位置信息，所以通过第一转换关系可以得到欲建立手术路径在定位坐标系下的定位位置信息。

在步骤313中，获取光束发射部件在定位坐标系下的定位位置信息G_3d。

在步骤314中，根据光束发射部件和虚拟路径在定位坐标系下的定位位置信息，调整光束发射部件，使得光束发射而部件发射的光线与虚拟路径匹配。

在本实施例中，由于光束发射部件和欲建立手术路径在定位坐标系下的定位位置信息均已知，所以可以生成调整指令，调整光束发射部件。

图4是一种手术路径确定方法的部分流程图。如图4所示，可以包括以下步骤：

在步骤401中，根据扫描信息重建三维局部图像。

在步骤402中，获取位于三维局部图像内的虚拟路径。

在本实施例中，可可以通过CT扫描或者MR影像得到三维扫描信息，进一步可以得到三维局部图像。进一步地，可以根据三维局部图像所示出的当前患处的状态，针对患处加建立虚拟路径。

在步骤403中，调整该三维局部图像的空间姿态和投影参数。

在本实施例中，可以基于示出的三维局部图像进行旋转或者平移，以调节三维局部图像的空间姿态。该空间姿态可以包括三维局部图像与每一坐标轴之间所成的角度信息、在每一坐标轴上的位置信息等。投影参数可以包括调整虚拟光源的焦距，即虚拟光源与虚拟投影成像平面之间的间隔距离，该投影参数还可以包括虚拟光源相对于每一坐标轴的位置信息和成像分辨率，该成像分辨率与三维局部图像的投影成像平面的尺寸以及二维投影图像的图像尺寸相关。比如，假定投影成像平面的尺寸为200mm×200mm，二维投影图像的突图像尺寸为1000像素×1000像素，那么该成像分辨率为0.2mm/像素。再比如，当投影成像平面的尺寸为200mm×300mm、二维投影图像的突图像尺寸为1000像素×1000像素，那么在一个方向上成像分辨率为0.2mm/像素、在另一方向上成像分辨率为0.3mm/像素。

在步骤404中，针对三维局部图像进行投影，得到仿真二维图像。

在本实施例中，可以基于三维局部图像通过DRR算法得到仿真二维图像。或者，在其他实施例中，也可以是通过Siddon算法、Shear-Warp算法等方式获得二维仿真图像，本申请并不对此进行限制。

在步骤405中，基于该仿真二维图像提取第一投影区域。

在步骤406中，拍摄患处得到二维投影图像。

在步骤407中，基于二维投影图像提取第二投影区域。

在本实施例中，基于投影平面尺寸以及虚拟光源所覆盖的区域，该仿真二维图像中除了存在三维局部图像所对应的区域外，固然还会存在其他区域。相类似的，在二维投影图像中除了病灶所对应的区域外，固然还可以存在其他区域。所以，本申请通过图像处理，提取仿真二维图像中的第一投影区域、和二维投影图像中的第二投影区域。其中，该图像处理可以是基于灰度值提取仿真二维图像中病患区域、和二维投影图像中的病患区域。

在步骤408中，将第一投影区域和第二投影区域的边缘轮廓进行匹配得到重合度。

在本实施例中，可以将第一投影区域和第二投影区域的边缘轮廓进行匹配，以得到二维投影图像与仿真二维图像之间的重合度。举例而言，可以基于第一投影区域上的标记点，以及该标记点在第二投影区域上的对应位置，调整第一投影区域和第二投影区域的相对位置，使得该标记点与该标记点在第二投影区域上的对应位置基本重合，然后进行边缘轮廓匹配。其中，该标记点可以是患处上特殊区域，例如神经标识点、骨骼标识点等，本申请并不对此进行限制。

在步骤409中，判断重合度是否大于预设阈值。

在本实施例中，当二维投影图像与仿真二维图像之间大于等于预设阈值时，执行步骤410，当二维投影图像与仿真二维图像之间小于预设阈值时，执行步骤403。其中，可以根据重合度确定针对三维局部图像空间姿态和针对投影参数的调整量以及调整方向，以提升匹配效率。

在步骤410中，获取虚拟路径的姿态信息。

在本实施例中，由于仿真二维图像与二维投影图像重合度已经大于或者等于预设阈值。所以，虚拟路径在虚拟投影模型的姿态信息即为患处内手术路径在透视坐标系下的透视位置信息。

图5为基于本申请技术方案的另一具体实施例。如图5所示，手术路径确定方法可以包括以下步骤：

在步骤501中，根据扫描信息重建三维局部图像。

在步骤502中，获取位于三维局部图像内的虚拟路径。

在步骤503中，调整该三维局部图像的空间姿态和投影参数。

在步骤504中，基于投影参数针对三维局部图像进行投影，得到仿真二维图像。

在本实施例中，步骤501-504可以参考图4所示实施例中的步骤401-404，在此不再一一赘述。

在步骤505中，按照预设比例沿预设方向分割仿真二维图像。

在步骤506中，拍摄患处得到二维投影图像。

在步骤507中，按照预设比例沿预设方向分割二维投影图像。

在本实施例中，如图6、图7所示，可以沿箭头A所示方向和箭头B所示方向成行成列的、对图6的仿真二维图像和图7的二维图像进行分割，分别得到N个尺寸为D×D的分割区域。

在步骤508中，将仿真二维图像的每一分割图像与二维投影图像上对应区域的分割图像进行匹配。

在步骤509中，根据匹配结果，计算仿真二维图像和二维投影图像之间的重合度。

在本实施例中，仍以图6、图7所示，图6中每一分割区域在图7中均存在对应的区域，例如，图7中的位于第二行第三列的分割区域D1、与图7中位于第二行第三列的分割区域d1对应，进一步可以将该分割区域D1与d1进行匹配得到匹配值。相类似的，可以将图6中的其他分割区域与图7中的对应分割区域进行匹配，最后得到重合度。例如，每一分割区域可以对应一个权重系数，每一分割区域的匹配度与权重系数之积与其他分割区域的匹配度与权重系数之积的和为重合度。

在步骤510中，判断重合度是否大于预设阈值。

在本实施例中，当二维投影图像与仿真二维图像之间大于等于预设阈值时，执行步骤511，当二维投影图像与仿真二维图像之间小于预设阈值时，执行步骤503。

在步骤511中，获取三维局部图像的姿态信息。

图8是根据一示例性实施例示出一种靶点路径确定方法的流程图。可以被应用于如图9所示的靶点路径确定系统，该靶点路径确定系统可以包括投影装置5，并可基于该投影装置建立投影坐标系。如图8所示，可以包括下述步骤：

在步骤801中，获取第四定位球E基于校准坐标系时的坐标E₁_3d。

在本实施例中，该第四定位球E可以设置于校准装置上，从而相对于校准坐标系该第四定位球E的坐标E₁_3d为已知。

在步骤802中，通过投影装置获取到的第四定位球基于投影坐标系时的坐标E₂_3d。

在步骤803中，根据坐标E₁_3d和E₂_3d，计算投影坐标系和透视坐标系之间的第三转换关系T3。

在本实施例中，在上述实施例中，由于拍摄装置的焦点位置信息J_3d是通过校准装置求解而来，即焦点位置信息J_3d是基于校准坐标系下的位置坐标信息，而透视坐标系是以拍摄装置的焦点为原点建立的坐标系，所以校准坐标系与透视坐标系的转换关系为已知，记为第四转换关系T4。

所以，可以建立函数关系：

E₂_3d＝F3(T3，T4，E₁_3d)

从而计算得到第三转换关系T3。

在步骤804中，根据焦点位置信息、第三转换关系和三维局部图像的姿态信息进行投影。

在本实施例中，当仿真二维图像与二维投影匹配时，该三维局部图像的姿态信息即为实际患处在透视坐标系下的姿态信息K₁_3d，患处在投影坐标系中的位置信息K₂_3d＝F4(T3，K₁_3d)，基于此从而投影装置可以根据K₂_3d进行投影。

前基于本申请的实施例，还提供一种如图9所示的靶点路径确定系统，包括拍摄装置，所述拍摄装置用于获取二维图像；定位装置，所述定位装置与所述拍摄装置分离，包括指引结构；展示装置，所述展示装置用于展示基于患处的三维局部图像和指向虚拟靶点的虚拟路径、且在所述三维局部图像投影获得的仿真二维图像、与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息，以根据所述虚拟路径的三维姿态信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系生成调整指令，所述调整指令用于调整指引结构，以使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径匹配。在一实施例中，该路径确定系统还可以包括校准装置2。

拍摄装置1用于获取投影图像。具体，该拍摄装置1可以用于拍摄校准装置2，以获取该校准装置2对应的投影图像，还可以用于拍摄定位装置3上的局部结构，并获取对应的投影图像，该拍摄装置1还可以用于拍摄患处，获取该患处的投影图像，例如该患处可以包括患肢、胸部、颈椎、腰椎等位置。举例而言，该拍摄装置1可以包括C臂X光机。校准装置2可以被连接于该拍摄装置1上，且自拍摄装置1发出的拍摄光线路径经过该校准装置2。在下述各个实施例中，以基于拍摄装置1建立的坐标系标识为透视坐标系、基于校准装置2建立的坐标系标识为校准坐标系、以基于定位装置3建立的坐标系标识为定位坐标系、基于拍摄装置1得到的投影图像中的坐标系标识位图像坐标系。

其中，校准装置2连接于拍摄装置1，并且拍摄装置1发射的光线经过该校准装置2，从而获取该校准装置2的投影图像，并根据该校准装置2的投影图像内各个预设点在图像坐标系中的图像位置信息、和该预设点在校准坐标系中的校准位置信息，确定拍摄装置1的焦点位置信息、图像坐标系与校准坐标系之间的第二转换关系。举例而言，如图10-图12所示，校准装置2可以包括校准板21和第一标识板22，该校准板21可以包括多个第一定位球211，第一标识板22可以包括多个第二定位球221。其中，根据第一定位球211用于确定图像坐标系和校准坐标系之间的第二转换关系，该多个第二定位球221用于确定所述拍摄装置1的焦点位置信息。

进一步地，定位装置3于拍摄装置1分离，包括第二标识板31和光束发射结构32，该第二标识板31包括多个第三定位球311，该多个第三定位球311用于确定定位坐标系和透视坐标系之间的第一转换关系。该定位系统还包括计算装置(图中未示出)，该计算装置可以根据所述焦点位置信息、所述第一转换关系、所述第二转换关系、靶点在所述图像坐标系中的图像坐标信息和定位坐标系下指引结构的位置信息，并生成调整指令，该调整指令用于调整指引结构使得指引结构指向靶点。

由上述实施例可知，本申请中的拍摄装置1和定位装置3之间相互独立，利用校准装置2和定位装置3上的定位球进行标识，获取相对位置关系，从而在相对位置关系确定后能够移除拍摄装置，定位装置3根据相对位置关系以及坐标系之间的转换关系即可调整指引结构使之指向体内靶点，实现对体内靶点的定位，同事避免拍摄装置1占用空间。其中，指引结构包括光束发射部件，该光束发射部件发射的光线指向体内靶点，后续可以定位出光束的位置信息调整导向通道；或者，该指引结构也可以包括器械手术通道，手术器械可以通过该器械导向通道进行定位；再或者，定位装置3也可以同时包括光束发射部件和器械导向通道。

在本实施例中，校准板21和第一标识板22层叠设置，并且多个第一定位球211和多个第二定位球221之间的相互不遮挡。例如，如图11、图12所示，可以将第一定位球211和第二定位球222间隔设置。比如，第一定位球211、第二定位球221均以间隔30°沿圆周排布，且在投影方向上，每一列第二定位球221位移相邻的两列第一定位球211之间。进一步地，为了便于在投影图像上区分校准板21和第一标识板22，可以将校准板21上第一定位球211的排布规律设置为与第一标识板22上第二定位球221的排布规律相区别。例如，如图3、图4所示，校准板21的中部区域无第一定位球211，而在第一标识板222上的中部区域设置有第二定位球221。

其中，由于校准板21和第一标识板22为层叠设置，为了提高校准装置2的强度，校准装置2还可以包括支撑件23，该支撑件23位于校准板21和第一标识板22之间、且与校准板21和第一标识板23均连接，以实现支撑作用。

在上述各个实施例中，定位系统还可以包括卡环5，该卡环5可以固定或者可拆卸的连接在拍摄装置1上，而该卡环5进一步可以与校准装置2进行可拆卸连接，以便于实现后续对校准装置的拆卸。例如，当拍摄装置1为C臂X光机时，该校准装置2可以通过卡环5靠近于C臂X光机的影像增强器设置，且校准板21相对于第一标识板22更加靠近影像增强器。

如图13、图14所示，该定位装置3具体可以包括第二标识板31和指引结构32。第二标识板31可以包括多个第三定位球311，且该多个第三定位球311中的至少一个第三定位球所处的平面区别于其他第三定位球所处的平面，以通过该多个第三定位球311构建出立体模型。

举例而言，仍以图13、图14所示，该第二标识板31可以包括第一层板312和第二层板313，该第二层板313和第一层板312之间层叠设置，且第一层板312和第二层板313上分别包括多个第三定位球311，从而构建三维立体模型。其中，为了区分第一层板312上的第三定位球311和第二层板313上的第三定位球311，在一实施例中，可以通过将第一层板312和第二层板313设置为不同的形状，并通过第一层板312和第二层板313上的特征结构进行标识；或者，该第一层板312和第三层板313可以采用相同的形状，但是第一层板312上特征结构于第三定位球311之间的相对位置关系、区别于第二层板313上特征结构与第三定位球311之间的相对位置关系。

其中，为了相对固定第二标识板31和指引结构32，仍以图13、图14所示所示，该定位装置3还可以包括夹持结构33，该夹持结构33与第二标识板31以及指引结构32均可拆卸连接，以保持第二标识板31和指引结构32之间的相对位置关系，便于后续根据该相对位置关系调整指引结构32的位置，使之发射的光线指向体内靶点。举例而言，该夹持结构33与指引结构32之间可以通过紧固件进行可拆卸连接、第二标识板31与夹持结构33之间同样可以通过紧固件进行可拆卸连接。

进一步地，为了便于执行操作，该定位装置3还可以包括如图15所示的机械臂34，该机械臂34与夹持结构33连接，从而当机械臂34带动夹持结构33进行移动或者旋转时，可以使得第二标识板31和指引结构32同步移动或者旋转，从而能够移动指引结构32的位置，使之发射的光线指向体内靶点(具体方式后续将进行详细阐述)。

更进一步地，为了增大机械臂34的可操作范围，如图16所示，该定位装置3还可以包括滑动底座35，该滑动底座35可以进行滑动，且机械臂34被安装于该滑动底座35上，从而通过滑动底座35的滑动对机械臂的位置进行切换。其中，该滑动底座35可以为小车结构，且该滑动底座35上可以设置置物架，以用于放置其他配套结构。

在上述各个实施例中，计算装置可以包括一芯片组件，此时定位系统可以包括一显示器，该显示器可以用于示出拍摄装置1所获取到的投影图像。在另一实施例中，该计算装置可以包括一独立于拍摄装置1和定位装置3的计算机，该计算机与拍摄装置1和定位装置3均通信连接，且该计算机还可以用于示出拍摄装置获取到的投影图像。

上述的靶点路径确定方法的实施例相对应，本申请还提供了靶点路径确定装置的实施例。

图17是一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。请参考图17，在硬件层面，该设备包括处理器2002、内部总线2004、网络接口2006、内存2008以及非易失性存储器2010，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器2002从非易失性存储器2010中读取对应的计算机程序到内存2008中然后运行，在逻辑层面上形成手术路径的确定装置2000。当然，除了软件实现方式之外，本说明书一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

请参考图18，在软件实施方式中，该路径确定装置2000，应用于路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构；可以包括、第一获取模块2101、第二获取模块2102和调整模块2103；其中：

第一获取模块2101，获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径；

第二获取模块2102，当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息。

调整模块2103，根据所述虚拟路径的三维姿态信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配。

可选的，第二获取模块2102包括:

第一获取单元，对所述患处进行透视投影得到所述二维投影图像；

第二获取单元，对所述三维局部图像进行投影得到所述仿真二维图像；

第三获取单元，获取所述仿真二维图像和所述二维投影图像的重合度，在所述重合度不小于预设阈值时，确定为所述仿真二维图像与所述二维投影图像匹配。

可选的，所述定位装置包括第二标识板，所述路径确定系统包括校准装置，所述校准装置与所述定位装置分离；第二获取模块2102包括：

第四获取单元，获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；

第一确定单元，根据所述拍摄装置的焦点位置信息、所述第二标识板在所述定位坐标系下的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在图像坐标系中的图像坐标信息，确定基于所述拍摄装置时的透视坐标系和所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

可选的，所述校准装置包括层叠间隔设置的校准板和第一标识板，所述预设标记点包括位于所述校准板上的第一定位球、和位于所述第一标识板上的第二定位球，第四获取单元包括：

第一确定子单元，基于多个所述第一定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、和在所述校准坐标系下的校准位置信息，确定所述第二转换关系，所述第二转换关系能够用于确定校准后的所述二维投影图像；

第二确定子单元，基于多个所述第二定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、在所述校准坐标系下的校准位置信息和所述第二转换关系，确定所述拍摄装置的焦点位置信息。

可选的，调整模块2103包括：

第二确定单元，根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述第一转换关系，得到所述靶点路径在所述定位坐标系下的定位位置信息；

第三确定单元，根据所述靶点路径的定位位置信息、和所述指引结构在所述定位坐标系下的定位位置信息，调整所述指引结构，使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径的延伸方向重合。

可选的，所述指引结构包括光束发射部件，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：所述光束部件发射的光束与所述靶点路径匹配。

可选的，指引结构包括器械导向通道，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：所述器械导向通道的中轴线与所述靶点路径匹配。

可选的，路径确定系统还包括投影装置，装置2000还包括：

第三获取模块，获取基于所述投影装置的投影坐标系与所述透视坐标系之间的第三转换关系；

第四获取模块，当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述三维局部图像的三维姿态信息；

投影模块，根据所述三维局部图像和所述虚拟路径的三维姿态信息、所述第三转换关系，确定所述患处在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述投影位置信息进行投影。

可选的，所述指引结构包括器械导向通道，投影模块还用于获取所述器械导向通道在所述定位坐标系下的定位位置信息，并根据所述第一转换关系，所述第三转换关系获取所述器械导向通道在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述器械导向通道的投影位置信息进行投影。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置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申请方案的目的。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。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器2010，上述指令可由电子设备的处理器2002执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，应用于靶点路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构，该指令被处理器执行时实现以下方法的步骤：

获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径；

当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径在所述三维局部图像上的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息，所述透视坐标系基于所述拍摄装置形成；

根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配；

其中，所述定位装置包括第二标识板，所述路径确定系统包括校准装置，所述校准装置与所述定位装置分离；

所述第一转换关系通过下述方式获取：

获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；

根据所述拍摄装置的焦点位置信息、所述第二标识板在所述定位坐标系下的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在所述图像坐标系中的图像坐标信息，确定所述第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配，包括：

对所述患处进行透视投影得到所述二维投影图像；

对所述三维局部图像进行投影得到所述仿真二维图像；

获取所述仿真二维图像和所述二维投影图像的重合度，在所述重合度不小于预设阈值时，确定为所述仿真二维图像与所述二维投影图像匹配。

3.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述校准装置包括层叠间隔设置的校准板和第一标识板，所述预设标记点包括位于所述校准板上的第一定位球、和位于所述第一标识板上的第二定位球；

所述获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，包括：

基于多个所述第一定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、和在所述校准坐标系下的校准位置信息，确定所述第二转换关系，所述第二转换关系能够用于确定校准后的所述二维投影图像；

基于多个所述第二定位球在所述图像坐标系下的图像位置信息、在所述校准坐标系下的校准位置信息和所述第二转换关系，确定所述拍摄装置的焦点位置信息。

4.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述第一转换关系，得到所述靶点路径在所述定位坐标系下的定位位置信息；

根据所述靶点路径的定位位置信息、和所述指引结构在所述定位坐标系下的定位位置信息，调整所述指引结构，使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径的延伸方向重合。

5.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述指引结构包括光束发射部件，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

所述光束发射部件发射的光束与所述靶点路径匹配。

6.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述指引结构包括器械导向通道，所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配包括：

所述器械导向通道的中轴线与所述靶点路径匹配。

7.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，路径确定系统还包括投影装置，所述指令被处理器执行时还实现以下方法的步骤：

获取基于所述投影装置的投影坐标系与所述透视坐标系之间的第三转换关系；

当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述三维局部图像的三维姿态信息；

根据所述三维局部图像和所述虚拟路径的三维姿态信息、所述第三转换关系，确定所述患处在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述投影位置信息进行投影。

8.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述指引结构包括器械导向通道，所述指令被处理器执行时还实现以下方法的步骤：

获取所述器械导向通道在所述定位坐标系下的定位位置信息，并根据所述第一转换关系和所述第三转换关系获取所述器械导向通道在所述投影坐标系下的投影位置信息，以根据所述器械导向通道的投影位置信息进行投影。

9.一种靶点路径确定系统，其特征在于，包括：

拍摄装置，所述拍摄装置用于获取二维投影图像；

定位装置，所述定位装置与所述拍摄装置分离，包括指引结构；

展示装置，所述展示装置用于展示基于患处的三维局部图像和虚拟路径、且在基于所述三维局部图像投影获得的仿真二维图像、与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息、基于所述拍摄装置的透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系生成调整指令，所述调整指令用于调整指引结构，以使得所述指引结构的指引方向与所述虚拟路径匹配；

其中，所述定位装置包括第二标识板，所述靶点路径确定系统包括校准装置，所述校准装置与所述定位装置分离；

所述第一转换关系通过下述方式获取：

获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；

根据所述拍摄装置的焦点位置信息、所述第二标识板在所述定位坐标系下的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在所述图像坐标系中的图像坐标信息，确定所述第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

10.一种靶点路径确定装置，其特征在于，应用于路径确定系统，所述路径确定系统包括相互分离的拍摄装置和定位装置，所述定位装置包括指引结构；所述确定装置包括：

第一获取模块，获取针对患处的三维局部图像和位于所述三维局部图像内的虚拟路径；

第二获取模块，当基于所述三维局部图像投影得到的仿真二维图像与基于患处得到的二维投影图像匹配时，获取所述虚拟路径在所述三维局部图像上的三维姿态信息，以作为所述靶点路径基于透视坐标系的透视坐标信息，所述透视坐标系基于所述拍摄装置形成；

调整模块，根据所述靶点路径的透视坐标信息、所述透视坐标系和基于所述定位装置的定位坐标系之间的第一转换关系，调整指引结构使得所述指引结构的指引方向与所述靶点路径匹配；

其中，所述定位装置包括第二标识板，所述路径确定系统包括校准装置，所述校准装置与所述定位装置分离；

所述第一转换关系通过下述方式获取：

获取校准装置上预设标记点基于校准坐标系时的校准位置信息和基于图像坐标系时的图像位置信息，确定所述校准坐标系和所述图像坐标系之间的第二转换关系和所述拍摄装置的焦点位置信息，所述校准坐标系与所述校准装置相关、所述图像坐标系与基于所述拍摄装置得到的投影图像相关；

根据所述拍摄装置的焦点位置信息、所述第二标识板在所述定位坐标系下的定位位置信息、所述第二转换关系和所述第二标识板在所述图像坐标系中的图像坐标信息，确定所述第一转换关系，所述透视坐标系与所述焦点位置信息相关。

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