一种机器人导航控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本技术涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种机器人导航控制方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.机器人辅助穿刺技术是指利用计算机对医学图像信息进行，并基于医学图像信息规划手术方案，而后再通过定位导航装置完成不同坐标系之间的配准及介入器械和患者空间位置的追踪，进而向医疗机器人发出操作指令，通过操作指令调整机器人的末端执行器的角度姿态，实现精准定位和辅助人工穿刺的医疗技术。相比于人工操作，机器人操作定位精度高、运动稳定性高、可重复性强，使介入操作更为精准，同时也减少了对医生经验的依赖。目前，在施行经皮穿刺时一般采用磁定位导航方法为医疗机器人提供路径导航。
3.磁定位导航系统中，被追踪器械(如超声探头或穿刺器械)上固定有传感器线圈，当传感器线圈相对于磁场发射器运动时产生不同强度的电流信号，继而系统通过该电流信号定位被追踪器械。该方案的定位延时略高实时性差，使得定位精度较低，降低了手术医生的操作准确性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供一种机器人导航控制方法、装置、电子设备和存储介质，用于对医疗机器人在施行经皮穿刺时提供导航控制，以提高定位精度。
5.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
6.一种穿刺路径的机器人导航控制方法，应用于电子设备，用于对介入手术室内医疗机器人进行导航控制，所述介入手术室配置有医学影像设备和影像采集设备，所述医疗机器人的穿刺针处于一个垂直于所述医学影像设备的检查床的穿刺平面上，所述机器人导航控制方法包括步骤：
7.基于所述影像采集设备所采集的位于所述穿刺平面上的配准板的配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；
8.基于所述透视变换参数对所述影像采集设备所采集的三维实景图像进行透视变换，得到所述三维实景图像的模拟图像；
9.将所述医疗机器人夹持的穿刺针的初始位置在所述模拟图像中进行标注，得到所述穿刺针的当前位置；
10.获取位于所述检查床上患者的医学影像，所述医学影像上至少标注有靶点、进针点和穿刺路径；
11.将所述医学影像与所述模拟图像进行配准处理，得到所述医疗机器人的机器人坐标系与所述医学影像之间的坐标变换关系；
12.基于所述坐标变换关系对所述当前位置、所述靶点、所述进针点和所述穿刺路径进行坐标变换，得到基于所述机器人坐标系的当前位置坐标、靶点坐标、进针点坐标和穿刺
路径坐标；
13.在所述医疗机器人对患者进行穿刺过程中，基于所述当前位置坐标、所述靶点坐标、所述进针点坐标和所述穿刺路径坐标对所述医用机器人进行导航控制。
14.可选的，所述医学影像包括ct影像、mri影像和pet-ct影像中的部分、全部或融合图像。
15.可选的，所述基于所述靶点坐标、所述进针点坐标和所述穿刺路径坐标对所述医用机器人进行导航控制，包括步骤：
16.对所述靶点坐标、所述进针点坐标和所述穿刺路径坐标进行解算，得到所述穿刺针到达所述进针点的进针路径、持针角度姿态和最大穿刺深度；
17.基于所述穿刺针的当前位置、所述进针路径、所述持针角度姿态和最大穿刺深度对所述医疗机器人进行控制。
18.一种机器人导航控制装置，应用于电子设备，用于对介入手术室内医疗机器人进行导航控制，所述介入手术室配置有医学影像设备和影像采集设备，所述医疗机器人的穿刺针处于一个垂直于所述医学影像设备的检查床的穿刺平面上，所述机器人导航控制装置包括：
19.图像识别模块，被配置为基于所述影像采集设备所采集的位于所述穿刺平面上的配准板的配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；
20.图像变换模块，被配置为基于所述透视变换参数对所述影像采集设备所采集的三维实景图像进行透视变换，得到所述三维实景图像的模拟图像；
21.位置标注模块，被配置为将所述医疗机器人夹持的穿刺针的初始位置在所述模拟图像中进行标注，得到所述穿刺针的当前位置；
22.影像获取模块，被配置为获取位于所述检查床上患者的医学影像，所述医学影像上至少标注有靶点、进针点和穿刺路径；
23.图像配准模块，被配置为将所述医学影像与所述模拟图像进行配准处理，得到所述医疗机器人的机器人坐标系与所述医学影像之间的坐标变换关系；
24.坐标变换模块，被配置为基于所述坐标变换关系对所述当前位置、所述靶点、所述进针点和所述穿刺路径进行坐标变换，得到基于所述机器人坐标系的当前位置坐标、靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标；
25.导航执行模块，被配置为在所述医疗机器人对患者进行穿刺过程中，基于所述当前位置坐标、所述靶点坐标、所述进针点坐标和所述穿刺路径坐标对所述医用机器人进行导航控制。
26.可选的，所述医学影像包括ct影像、mri影像和pet-ct影像中的部分、全部或融合图像。
27.可选的，所述导航执行模块包括：
28.数据解算单元，用于对所述靶点坐标、所述进针点坐标和所述穿刺路径坐标进行解算，得到所述穿刺针到达所述进针点的进针路径、持针角度姿态和最大穿刺深度；
29.穿刺控制单元，用于基于所述穿刺针的当前位置、所述进针路径、所述持针角度姿态和最大穿刺深度对所述医疗机器人进行控制。
30.一种电子设备包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：
31.所述存储器用于存储计算机程序或指令；
32.所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以使所述电子设备能够实施如上所述的机器人导航控制方法。
33.一种存储介质，应用于电子设备，所述存储介质用于承载一个或多个计算机程序，以使所述一个或多个计算机程序被所述电子设备执行时，能够使得所述电子设备实现上面所述的机器人导航控制方法。
34.从上述的技术方案可以看出，本技术公开了一种机器人导航控制方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置具体为基于穿刺平面上配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换，得到模拟图像；基于该模拟图像将机器人夹持的穿刺针的初始位置在模拟图像中标注出来；获取位于检查床上患者的医学影像；将医学影像和模拟影像进行图像配准处理，得到机器人坐标系相对于医学影像之间的坐标变换关系；基于坐标变换关系将医学影像上的靶点、进针点和穿刺路径变换为基于机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标等多个参数；并在穿刺过程中基于前述多个参数对医用机器人进行导航控制。经过实际实验发现，本方案由于基于实时影像进行变换，从而能够提高定位精度。
35.另外，本方案不需要定制专用手术器械、手术操作便利流畅、设备安装部署方便、购置费用和运营成本较低，更适合在基层医院部署使用的高性价比的智能化医疗辅助设置。且未在术区设置标识器件，降低术中感染风险；能够实时检验导航效果，术中操作反馈实时性好。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本技术实施例的一种介入手术室的布局示意图；
38.图2为本技术实施例的一种机器人导航控制方法的流程图；
39.图3为本技术实施例的配准板影像的实景概念图；
40.图4为本技术实施例的模拟图像；
41.图5为本技术实施例的一种机器人导航控制装置的框图；
42.图6为本技术实施例的一种电子设备的框图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
44.本技术中所公开的方案应用于介入手术室，用于对手术室中的医疗机器人在对患者进行穿刺过程中实施导航控制。本技术中所涉及的介入手术室内配置有医疗机器人e、医
学影像设备a、影像采集设备g和面状激光发射器b，如图1所示。这里的面状激光发射器用于在介入手术室中帮助操作人员通过目视方式建立一个穿刺平面f。该介入手术室配置有计算机、工作站或服务器，且分别与上述医疗机器人、医学影像设备、影像采集设备和面状激光发射器之间配置有物理连接，以便实现信号、数据和信息的交互。
45.这里的医学影像设备a优选ct扫描设备，该ct扫描设备的检查床c与该穿刺平面垂直，且该穿刺平面位于该检查床上的患者d。该影像采集设备可选用普通工业级相机，该工业级相机配置定焦光学镜头。基于以上配置，本技术公开如下实施例，以便在上述介入手术室的医疗机器人在对患者进行穿刺作业时对其穿刺路径实现导航控制。
46.实施例一
47.图2为本技术实施例的一种机器人导航控制方法的流程图。
48.如图2所示，本实施例的机器人导航控制方法应用于电子设备，该电子设备为该介入手术室配置的且与上述各设备连接的计算机、工作站或服务器。该导航控制方法具体包括如下步骤：
49.s1、基于配准板影像进行图像识别处理。
50.即基于影像采集设备对位于穿刺平面上的配准板进行拍摄得到的配准板影像进行图像识别，从而得到与配准板影像相对应的三维实景图像的模拟图像。这里校准处理的目的在于获取透视变换矩阵的透视变换参数，以作为建立机器人坐标系与ct扫描图像坐标系的变换关系的基础。
51.s2、基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换。
52.即基于上述透视变换参数对影像采集设备所采集的三维实景图像进行透视变换，得到该三维实景图像的模拟图像。
53.如图3所示，在ct扫描设备的检查床上设置穿刺平面，面状激光发射器发射出的光面与ct断层平面共面；在ct操作间适当位置(比如：侧方距拟穿刺平面约2.4m远，距离检查床中线约80cm，高约2.2m处)放置该影像采集设备，并通过网线接口与工作站进行连接；
54.在检查床上拟行穿刺位置放置配准板h。用软件识别配准板中的方块，通过软件计算，获取透视变换矩阵的参数。图3中的影像采集设备g从俯视角度拍摄的穿刺平面的实景概念图，即配准板影像。穿刺针配准板置于检查床上，与穿刺平面共面，其中心为白色方块；当影像采集装置从俯视角度拍摄时，显示图像中的正方形并不是一个标准的正方形，而是一个菱形；
55.图4是由图3经透视变换后获得的三维实景图像的模拟图像，经透视变换处理后，图4中配准板的方块由菱形变换成正方形，即得到与该配准板图像对应的三维实景图像的模拟图像。
56.s3、对穿刺针的初始位置在模拟图像中进行标注。
57.即将穿刺针的初始位置在上述模拟图像中进行位置标注，从而得到该穿刺针的当前位置。
58.s4、获取患者的医学影像。
59.在每次进行穿刺作业前，获取通过各种医学影像采集手段得到的医学影像，该医学影像上承载有医生或其他专业人员通过各种手段标记的靶点、进针点以及规划好的介于靶点与进针点之间的穿刺路径。这里的医学影像包括但不限于ct影像、mri影像和pet-ct影
像中的一种或多种。
60.该医学影像是对位于检查床上的患者当场进行检测，并且在检测过程中，用于ct影像设备自带的激光定位线在穿刺平面上粘贴相应的定位标识，以使得到的ct影像能够产生相应的特征点。该定位标识无需粘贴在患者身体上。
61.s5、将患者的医学影像和三维实景的模拟影像进行图像配准处理。
62.通过该医疗机器人的机器人坐标系相对于医学影像的坐标系的变换关系。具体方案如下：
63.首先，在患者医学影像中选择两个第一特征点(a0、b0)，而后在三维实景的模拟图像中选择与a0、b0实际位置对应的两个第二特征点(a1、b1)，进行图像缩放、旋转、平移操作，将患者医学影像与三维实景的模拟图像进行配准处理，即实现医学影像与三维实景的模拟图像之间的初步对应关系；
64.然后，根据三维实景的模拟图像中已经标记出的医疗机器人夹持穿刺针的位置，得到机器人坐标系相对于医学影像坐标系的变换关系。这里医学影像坐标系是指基于该穿刺平面所得到的医学影像的坐标系。
65.s6、对靶点、进针点和穿刺路径进行位置变换。
66.既然即基于上述的变换关系对医学影像的坐标系与机器人坐标系的变换关系，那么在取得医学影像后，就可以基于该变换关系对医学影像上的靶点的位置、进针点的位置和穿刺路径的位置进行变换，从而得到基于该机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标。
67.s7、在穿刺过程中对医用机器人进行导航控制。
68.在实施穿刺时，先移动检查床，将选定的穿刺层面即穿刺位置移至穿刺平面(即激光面f)，使穿刺平面的激光线与选定的穿刺层面标记点重合；此时在工作面实景图像中医疗机器人所夹持的穿刺针的位置即为其初始位置。
69.在穿刺过程中，首先，在选定的穿刺层面的ct扫描图像中能够标记出机器人夹持穿刺针的当前位置；并基于靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标进行解算，得到穿刺针到达进针点的运动路径、持针角度姿态、最大的穿刺深度等参数。
70.然后，术者可按手术要求选定执行的进针计划，而后向机器人下达操作指令，将穿刺针送达到对应进针位置，并穿刺针自动对准至规划的角度，并继续按运动路径和最大穿深对患者执行穿刺作业。
71.当穿刺针穿刺至预定深度的1/2或1/3处，重复ct扫描验证，如角度及入针点满足穿刺精度的要求，继续穿刺至预定深度即可；否则，进行适当调整。
72.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种机器人导航控制方法，应用于电子设备，该方法具体为基于穿刺平面上配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换，得到模拟图像；基于该模拟图像将机器人夹持的穿刺针的初始位置在模拟图像中标注出来；获取位于检查床上患者的医学影像；将医学影像和模拟影像进行图像配准处理，得到机器人坐标系相对于医学影像之间的坐标变换关系；基于坐标变换关系将医学影像上的靶点、进针点和穿刺路径变换为基于机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标等多个参数；并在穿刺过程中基于前述多个参数对医用机器人进行导航控制。经过实际实验发现，本方案由于基于实时影像进行变换，从
而能够提高定位精度。。
73.经过实际实验发现，本方案由于基于医学影像与三维实景直接进行配准，提高定位精度；未在术区设置标识器件，降低感染风险；能够实时检验导航效果，术中操作反馈实时性好。且未在术区设置标识器件，降低术中感染风险；能够实时检验导航效果，术中操作反馈实时性好。
74.另外，本方案不需要定制专用手术器械、手术操作便利流畅、设备安装部署方便、购置费用和运营成本较低，更适合在基层医院部署使用的高性价比的智能化医疗辅助设置。
75.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
76.虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。
77.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
78.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如c语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机。
79.实施例二
80.图5为本技术实施例的一种穿刺路径的导航控制装置的框图。
81.如图5所示，本实施例的导航控制装置应用于电子设备，该电子设备为该介入手术室配置的且与上述各设备连接的计算机、工作站或服务器。该导航控制装置可以理解为上述电子设备本身或其功能模块，具体包括图像识别模块10、图像变换模块20、位置标注模块30、影像获取模块40、图像配准模块50、坐标变换模块60和导航执行模块70。
82.图像识别模块用于基于配准板影像进行图像识别处理。
83.即基于影像采集设备对位于穿刺平面上的配准板进行拍摄得到的配准板影像进行图像识别，从而得到与配准板影像相对应的三维实景图像的模拟图像。这里校准处理的目的在于获取透视变换矩阵的透视变换参数，以作为建立机器人坐标系与ct扫描图像坐标
系的变换关系的基础。
84.图像变换模块用于基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换。
85.即基于上述透视变换参数对影像采集设备所采集的三维实景图像进行透视变换，得到该三维实景图像的模拟图像。
86.如图3所示，在ct扫描设备的检查床上设置穿刺平面，面状激光发射器发射出的光面与ct断层平面共面；在ct操作间适当位置(比如：侧方距拟穿刺平面约2.4m远，距离检查床中线约80cm，高约2.2m处)放置该影像采集设备，并通过网线接口与工作站进行连接；
87.在检查床上拟行穿刺位置放置配准板h。用软件识别配准板中的方块，通过软件计算，获取透视变换矩阵的参数。图3中的影像采集设备g从俯视角度拍摄的穿刺平面的实景概念图，即配准板影像。穿刺针配准板置于检查床上，与穿刺平面共面，其中心为白色方块；当影像采集装置从俯视角度拍摄时，显示图像中的正方形并不是一个标准的正方形，而是一个菱形；
88.图4是由图3经透视变换后获得的三维实景图像的模拟图像，经透视变换处理后，图4中配准板的方块由菱形变换成正方形，即得到与该配准板图像对应的三维实景图像的模拟图像。
89.位置标注模块用于对穿刺针的初始位置在模拟图像中进行标注。
90.即将穿刺针的初始位置在上述模拟图像中进行位置标注，从而得到该穿刺针的当前位置。
91.影像获取模块用于获取患者的医学影像。
92.在每次进行穿刺作业前，获取通过各种医学影像采集手段得到的医学影像，该医学影像上承载有医生或其他专业人员通过各种手段标记的靶点、进针点以及规划好的介于靶点与进针点之间的穿刺路径。这里的医学影像包括但不限于ct影像、mri影像和pet-ct影像中的一种或多种。
93.该医学影像是对位于检查床上的患者当场进行检测，并且在检测过程中，用于ct影像设备自带的激光定位线在穿刺平面上粘贴相应的定位标识，以使得到的ct影像能够产生相应的特征点。该定位标识无需粘贴在患者身体上。
94.医学配准模块用于将患者的医学影像和三维实景的模拟影像进行图像配准处理.
95.通过该医疗机器人的机器人坐标系相对于医学影像的坐标系的变换关系。具体方案如下：
96.首先，在患者医学影像中选择两个第一特征点(a0、b0)，而后在三维实景的模拟图像中选择与a0、b0实际位置对应的两个第二特征点(a1、b1)，进行图像缩放、旋转、平移操作，将患者医学影像与三维实景的模拟图像进行配准处理，即实现医学影像与三维实景的模拟图像之间的初步对应关系；
97.然后，根据三维实景的模拟图像中已经标记出的医疗机器人夹持穿刺针的位置，得到机器人坐标系相对于医学影像坐标系的变换关系。这里医学影像坐标系是指基于该穿刺平面所得到的医学影像的坐标系。
98.坐标变换模块用于对靶点、进针点和穿刺路径进行位置变换。
99.既然即基于上述的变换关系对医学影像的坐标系与机器人坐标系的变换关系，那么在取得医学影像后，就可以基于该变换关系对医学影像上的靶点的位置、进针点的位置
和穿刺路径的位置进行变换，从而得到基于该机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标。
100.导航执行模块用于在穿刺过程中对医用机器人进行导航控制。
101.在实施穿刺时，先移动检查床，将选定的穿刺层面即穿刺位置移至穿刺平面(即激光面f)，使穿刺平面的激光线与选定的穿刺层面标记点重合；此时在工作面实景图像中医疗机器人所夹持的穿刺针的位置即为其初始位置。该模块包括数据解算单元和穿刺控制单元。
102.在穿刺过程中，数据解算单元用于在选定的穿刺层面的ct扫描图像中能够标记出机器人夹持穿刺针的当前位置；并基于靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标进行解算，得到穿刺针到达进针点的运动路径、持针角度姿态、最大的穿刺深度等参数。
103.然后，术者可按手术要求选定执行的进针计划，而后向机器人下达操作指令，将穿刺针送达到对应进针位置，穿刺针该穿刺控制单元用于自动对准至规划的角度，并继续按运动路径和最大穿深对患者执行穿刺作业。
104.当穿刺针穿刺至预定深度的1/2或1/3处，重复ct扫描验证，如角度及入针点满足穿刺精度的要求，继续穿刺至预定深度即可；否则，进行适当调整。
105.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种机器人导航控制方法，应用于电子设备，该装置具体用于基于穿刺平面上配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换，得到模拟图像；基于该模拟图像将机器人夹持的穿刺针的初始位置在模拟图像中标注出来；获取位于检查床上患者的医学影像；将医学影像和模拟影像进行图像配准处理，得到机器人坐标系相对于医学影像之间的坐标变换关系；基于坐标变换关系将医学影像上的靶点、进针点和穿刺路径变换为基于机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标等多个参数；并在穿刺过程中基于前述多个参数对医用机器人进行导航控制。经过实际实验发现，本方案由于基于实时影像进行变换，从而能够提高定位精度。。
106.描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
107.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
108.实施例三
109.图6为本技术实施例的一种电子设备的框图。
110.下面参考图6，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
111.如图6所示，电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其
可以根据存储在只读存储器(rom)602中的程序或者从存储装置606加载到随机访问存储器(ram)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 603中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置601、rom 602以及ram 603通过总线604彼此相连。输入/输出(i/o)接口605也连接至总线604。
112.通常，以下装置可以连接至i/o接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置606；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
113.本实施例中的程序被执行时，能够使该电子设备实施实施例一中所提供的穿刺路径的导航控制方法，该方法具体为基于位于穿刺平面上配准板影像进行图像校准，得到模拟图像；基于配准板影像和模拟影像进行图像配准处理，得到医疗机器人的机器人坐标系相对于医学影像坐标系的变换关系；获取位于检查床上患者的医学影像；基于变换关系对靶点、进针点和穿刺路径在医学影像上的位置进行变换，得到基于机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标等多个参数；在医疗机器人穿刺过程中基于前述多个参数对医用机器人进行导航控制。经过实际实验发现，本方案由于基于实时影像进行变换，从而能够提高定位精度。
114.实施例四
115.本实施例提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备能够实施本技术中所公开的穿刺路径的机器人导航控制方法，该方法具体具体为基于穿刺平面上配准板影像进行图像识别，得到透视变换参数；基于透视变换参数对三维实景图像进行透视变换，得到模拟图像；基于该模拟图像将机器人夹持的穿刺针的初始位置在模拟图像中标注出来；获取位于检查床上患者的医学影像；将医学影像和模拟影像进行图像配准处理，得到机器人坐标系相对于医学影像之间的坐标变换关系；基于坐标变换关系将医学影像上的靶点、进针点和穿刺路径变换为基于机器人坐标系的靶点坐标、进针点坐标和穿刺路径坐标等多个参数；并在穿刺过程中基于前述多个参数对医用机器人进行导航控制。经过实际实验发现，本方案由于基于实时影像进行变换，从而能够提高定位精度。
116.需要说明的是，本公开上述的计算机可读的存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是—但不限于—电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
117.在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读
的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
118.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
119.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
120.最后，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
121.以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。