(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210854447.X (22)申请日 2022.07.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115082647 A (43)申请公布日 2022.09.20 (73)专利权人 江苏霆升科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市江北新区新锦 湖路3-1号中丹生态生命科学产业园 一期B座21层 (72)发明人 裴睿峰　秦炜杰　 (74)专利代理 机构 南京源古知识产权代理事务 所(普通合伙) 32300 专利代理师 马晓辉 (51)Int.Cl. G06T 19/00(2011.01)G06T 19/20(2011.01) G06T 7/246(2017.01) G06T 7/277(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (56)对比文件 US 10169680 B1,2019.01.01 CN 101196988 A,2008.06.11 审查员 叶旭庆 (54)发明名称 一种面向三维超声点云内标测导管识别定 位跟踪方法 (57)摘要 本发明提供了面向三维超声点云内标测导 管识别定位跟踪方法， 是一种完全基于超声定位 的三维导管识别并跟踪的方法， 首先通过超声图 对导管进行快速建模， 然后 在显示界面人机交互 后， 框选导管的大致范围， 并进行精准跟踪， 具体 优点如下： 基于纯超声进行建模与对导管的定 位。 建模速度更快， 准确性更高。 通过框选 更精准 定位导管， 减小其他因素干扰造成的定位不准 确。 人机交互的方式进行对导管的定位， 可随时 介入确保准确性及可靠性。 比起电磁定位等导管 定位方法， 此导管定位算法可以缩短整个过程的 时间， 并且能够提供更清晰更实时的目标环境内 的导管图像， 不再对导管引入的目标环境与固定 参考点有过高要求， 同时比单纯依赖超声建模又 更加准确。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115082647 B 2022.12.13 CN 115082647 B 1.一种面向三维超声点云内标测导管识别定位跟踪方法， 包括以下步骤： 步骤S01： 对 目标环境内部进 行建模； 步骤S 02： 在用户操作界面， 人机交互开启对导管定位， 此时将导管 放入到超声探头可扫描范围内； 步骤S03： 开始跟踪并将导管放入到探头可扫描范围内后， 用户在显示界面上进 行人机交互操作， 对导管所在区域进行框选， 同时， 框选中的内容赋予 颜色加以区分； 用户进 行判断导管位置是否准确， 如果框选不正确再次重新框选， 直至准确 的识别出导管的位置； 步骤S 04： 准确的识别出导管的位置之后， 获得导管定位的范围， 对导 管进行识别和跟踪； 步骤S 05： 识别获得目标导管的点云， 得到的点云作为输入， 通过粒子滤 波跟踪器的跟踪方法获取由二维B超图像生成的场景点云； 步骤S06： 导管跟踪方法传输新 的导管建模信息， 并在用户界面上重新刷新显示， 导管被准确上色为标准颜色， 框选中的颜 色也会相应 变为标准 导管颜色及背景颜色。 2.如权利 要求1所述的方法， 其特征在于： 在步骤S01中， 具体的方法为： 二维B超影像借 助空间连续旋转进行周期性扫描， 利用3D建模手段对目标环境内部进行建模。 3.如权利要求1所述的方法， 其特征在于： 在步骤S03中， 框选在确保将导管框选 中的前 提下， 减少除导管外杂质的框 选。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于： 在步骤S04中， 获得导管定位的范围的具体方 法为： 将框选内容置于立体框内， 所述立体框的大小恰好只 将框选内容包围起来， 得到立体 框内的相应坐标 范围即对导管定位的范围。 5.如权利 要求1‑4任一项权利要求所述的方法， 其特征在于： 在步骤S05中， 所述识别获 得目标导管的点云的具体方法为： 步骤S 51， 在初始 化步骤， 对框选得到的点云进 行降采样， 减少数据量； 步骤S52： 提取点云的SIFT关键点； 步骤S53： 再对所述SIFT关键点计算SHOT特 征， 在特征点处建立局部坐标系， 将邻域点的空间位置信息和几何特征统计信息结合起来 描述特征点； 步骤S 54： 提取特征， 生 成特征向量， 并将其输入到SVM 分类器中， 获得目标导管 的点云。 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于： 在步骤S05中， 需要对识别 模块得到的点云进 行预处理， 具体方法为： 步骤S61： 利用直通滤波器， 保留有效区域内点云， 分别在x， y， z纬度 指定范围， 滤去范围外的点云； 步骤S62： 对滤波后的点云进行 下采样， 减少数据量。 7.如权利要求6所述的方法， 其特征在于： 在步骤S62中， 所述采样用的方法为几何采 样。 8.如权利 要求1‑4、 6、 7任一项权利 要求所述的方法， 其特征在于： 步骤S03中， 框中选中 的内容赋予颜色为红色， 步骤S0 6中， 所述标准颜色为蓝色。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115082647 B 2一种面向三维超声点 云内标测导管识别定位跟踪 方法 技术领域 [0001]本发明涉及超声导管识别定位， 特别涉及 一种面向三维超声点云内标测导管识别 定位跟踪方法。 背景技术 [0002]三维标测和导管导航技术目前可以在二维B超影像信息 的基础上建立三维模型， 并可以直观的观测到模型 的内部构造； 导管是用于辅助成像和消融的器材， 利用影像设备 将导管引入至目标环境中， 根据超声影像可以得到导管亮点位置， 然而在 复杂环境中工作 时， 此过程需要使用者的精确操作， 依赖使用者的经验与能力。 因此， 导管位置信息的精准 度极其重要， 近二、 三十年来， 一些导管定位导航技术取得了长足的进步， 但是， 这些定位导 航技术和相关系统仍然存在很多不足。 例如， 基于三维磁场的定位技术存在着导管引入的 目标环境和固定参考点可能会发生相对移动而影响定位的精确性等缺陷， 在导管的识别与 跟踪上还需要进一步的提高与发展， 研究更加高效、 精准的跟踪定位方式是导管三维定位 导航技术的必然趋势。 [0003]现有的三维电生理标测系统采用的定位导航技术中采用三类定位技术， 分别为： 磁场定位、 电阻抗定位以及磁电结合的方法， 磁场定位根据导管内磁极与贴在导管引入环 境表面的参考电极位置形成定位系统， 电阻抗则是环境表面需包裹一个数量较多的电极装 置， 然后依次记录各电极的单极导联电图， 记录所有电极的单极导联电图， 对覆有电极装置 的环境进行CT扫描， 进 而整合、 构建电信号 三维模型。 [0004]利用磁电点位有很多缺点， 对 成像准确性有一定的影响， 具体缺点如下： 对使用者 的经验与能力有一定的依赖性； 导管引入的目标环境和固定参考点如若发生相对移动则而 影响定位的精准 性； 造价昂贵， 成本过高。 定位密度低， 相应准确性 也会降低。 发明内容 [0005]1.所要解决的技 术问题： [0006]现有三维电生理标测系统采用的定位导航技术存在着诸多缺点， 依靠使用者经 验、 定位不精确， 定位密度低， 而且造价昂贵， 成本高。 [0007]2.技术方案： [0008]为了解决以上问题， 本发明提供了一种面向三维超声点云内标测导管识别定位跟 踪方法， 包括以下步骤： 步骤S01： 对目标环境内部进行建模； 步骤S02： 在用户操作界面， 人 机交互开启对导管定位， 此时将导管放入到超声探头可扫描范围内； 步骤S03： 开始跟踪并 将导管放入到探头可扫描范围内后， 用户在显示界面上进行人机交互操作， 对导管所在区 域进行框选， 同时， 框选中的内容赋予颜色加以区分； 用户进行判断导管位置是否准确， 如 果框选不正确再次重新框选， 直至准确的识别出导管的位置； 步骤S04： 准确的识别出导管 的位置之后， 获得导管定位的范围， 对导管进行识别和跟踪； 步骤S05： 识别获得目标导管的 点云， 得到的点云作为输入， 通过粒子滤波跟踪器的跟踪方法获取由二 维B超图像生成的场说　明　书 1/4 页 3 CN 115082647 B 3