一种电生理三维标测系统和非接触呼吸测量门控方法与流程

本发明涉及心脏和呼吸门控，尤其涉及一种电生理三维标测系统和非接触呼吸测量门控方法。

背景技术：

1、广泛的医疗手术涉及在体内放置物体，例如传感器、管子、导管、分配装置和植入物。实时成像方法通常用于帮助医生在这些手术过程中可视化物体及其周围环境。然而，在大多数情况下，实时三维成像是不可能或不可取的。相反，经常使用用于获取内部对象的实时空间坐标的系统。在这些系统中，可能需要对呼吸效应进行门控，尤其是心脏建模的时候。

2、govari等人描述了一种用于位置跟踪的方法，该方法包括将内部参考探针放置在受试者心脏内的参考位置，以及收集和处理位置一个或多个呼吸周期期间探头的坐标，以定义对应于参考位置的位置坐标的范围。

3、gilboa等人描述了一种在体内医疗手术期间显示身体的至少一个兴趣点的系统和方法。该显示可能受到监测和显示导管在整个呼吸周期中的位置以及在至少一个呼吸周期上对其位置进行平均的影响。

4、shmarak等人描述了用于生成与患者体内的被检查器官相关的器官定时信号的装置，该专利和重建呼吸轨迹相关。

5、kfir kalman kozokaro等人描述了基于导管运动数据识别呼吸的不同阶段。

6、以上所有方法都是在病人身上不同位置放置磁定位传感器或电定位传感器来实现呼吸数据的采集。这通常需要多个位置贴上有源传感器，每一个传感器需要硬件信号处理电路对微弱信号进行处理，成本比较高。

7、因此，本领域的技术人员致力于开发一种准确识别呼吸数据又降低成本的方法。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提高识别呼吸数据的准确性的同时降低成本。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电生理三维标测系统，所述电生理三维标测系统包括红外相机、反光标记贴和高级呼吸门控软件；

3、所述红外相机根据测试环境发射红外光，所述反光标记贴反射红外光，用于测试数据的采集，所述测试数据经过高级呼吸门控软件处理后实现心脏建模。

4、本发明中通过引入红外相机和反射红外光的反光标记贴，采用图像处理技术实现了准确识别不同贴片的呼吸曲线，反光标记贴是无源部件，不受噪声干扰，提高了呼吸数据的准确性，同时也降低了成本。

5、在本发明的较佳实施方式中，所述红外相机为三维红外相机。

6、在本发明的另一较佳实施方式中，所述反光标记贴为红外反光材料，切割成没有个数限制且不同形状的贴片。

7、传统的传感器方案中，由于传感器个数有限，对于放置到病人身上的位置要求高，而本发明中反光标记贴的个数没有限制，降低了手术操纵的要求，也由于数目的提高进一步提高了数据的可靠性和准确性。

8、在本发明的另一较佳实施方式中，根据手术需要，在病人身上多处放置不同形状反光标记贴，使用视频跟踪技术识别所述反光标记贴移动的距离，获取呼吸检测数据。

9、在本发明的另一较佳实施方式中，选择反光标记贴移动距离最大的作为输入高级呼吸门控软件的数据来源。

10、在本发明的另一较佳实施方式中，所述电生理三维标测系统还包括传感器，所述传感器包括磁定位传感器和/或电定位传感器。

11、在本发明的另一较佳实施方式中，所述传感器采集到的呼吸数据归一化后，与所述反光标记贴采集到的呼吸数据归一化后进行组合，实现心脏建模。

12、在本发明的另一较佳实施方式中，所述组合包括平均值的方式或者根据数据质量选择一路的方式。

13、为了避免红外相机采集反光标记贴的图像可能存在的遮挡问题，本发明提供了将红外相机/反光标记贴与传感器相结合的门控标测系统，使用磁定位传感器或电定位传感器采集到的呼吸数据进行归一化和相机采集反光贴获得的图像进行呼吸数据进行归一化之后进行组合，比如平均值方式或根据信号质量好坏选择一路进行呼吸门控基础上的心脏建模及显示。

14、第二方面，本发明提供了一种用于第一方面所述电生理三维标测系统的非接触呼吸测量门控方法，所述方法包括：将不同形状的反光标记贴根据需要贴到病人身上能采集到呼吸数据的位置，使用红外相机跟踪所述反光标记贴的位置，通过智能图像处理技术识别不同反光标记贴的轮廓形状，获取呼吸数据，完成用于呼吸门控的心脏建模。

15、在本发明的较佳实施方式中，采用高级呼吸门控软件进行心脏建模的方法包括：

16、(1)采集不同反光标记贴的图像；

17、(2)使用图像分割算法分割不同形状的轮廓；

18、(3)基于轮廓形状计算轮廓质心，获取质心三维坐标，跟踪相同形状的反光标记贴得到呼吸数据；

19、(4)根据步骤(3)所得呼吸数据得到幅度最大反光标记贴对应的形状，调整识别算法跟踪所述幅度最大对应形状的反光标记贴，得到幅度最大的呼吸数据；

20、(5)基于步骤(4)所得呼吸数据获取到呼吸曲线；

21、(6)通过系统设定呼吸门控阈值，实现心脏定位数据的展示。

22、步骤(3)所得呼吸数据为相同形状的反光标记贴的质心之间的距离。步骤(4)所得呼吸数据为步骤(3)中最大的移动距离。

23、本发明提供的电生理三维标测系统还可以用于呼吸相关信息采集以实现疾病的诊断和评估。

24、通过上述技术方案，本发明具有如下技术效果：

25、本发明中通过引入红外相机和反射红外光的反光标记贴，采用图像处理技术实现了准确识别不同贴片的呼吸曲线，反光标记贴是无源部件，不受噪声干扰，提高了呼吸数据的准确性，同时也降低了成本。

26、传统的传感器方案中，由于传感器个数有限，对于放置到病人身上的位置要求高，而本发明中反光标记贴的个数没有限制，降低了手术操纵的要求，也由于数目的提高进一步提高了数据的可靠性和准确性。

27、本发明提供了将红外相机/反光标记贴与传感器相结合的门控标测系统，使用磁定位传感器或电定位传感器采集到的呼吸数据进行归一化和相机采集反光贴获得的图像进行呼吸数据进行归一化之后进行组合，避免红外相机采集反光标记贴的图像可能存在的遮挡问题，进一步提高了数据的可靠性和准确性。

28、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种电生理三维标测系统，其特征在于，所述电生理三维标测系统包括红外相机、反光标记贴和高级呼吸门控软件；

2.如权利要求1所述电生理三维标测系统，其特征在于，所述红外相机为三维红外相机。

3.如权利要求1所述电生理三维标测系统，其特征在于，所述反光标记贴为红外反光材料，切割成没有个数限制且不同形状的贴片。

4.如权利要求3所述电生理三维标测系统，其特征在于，根据手术需要，在病人身上多处放置不同形状反光标记贴，使用视频跟踪技术识别所述反光标记贴移动的距离，获取呼吸检测数据。

5.如权利要求4所述电生理三维标测系统，其特征在于，选择反光标记贴移动距离最大的作为输入高级呼吸门控软件的数据来源。

6.如权利要求1所述电生理三维标测系统，其特征在于，所述电生理三维标测系统还包括传感器，所述传感器包括磁定位传感器和/或电定位传感器。

7.如权利要求6所述电生理三维标测系统，其特征在于，所述传感器采集到的呼吸数据归一化后，与所述反光标记贴采集到的呼吸数据归一化后进行组合，实现心脏建模。

8.如权利要求7所述电生理三维标测系统，其特征在于，所述组合包括平均值的方式或者根据数据质量选择一路的方式。

9.一种用于权利要求1-7任一项所述电生理三维标测系统的非接触呼吸测量门控方法，其特征在于，所述方法包括：将不同形状的反光标记贴根据需要贴到病人身上能采集到呼吸数据的位置，使用红外相机跟踪所述反光标记贴的位置，通过智能图像处理技术识别不同反光标记贴的轮廓形状，获取呼吸数据，完成用于呼吸门控的心脏建模。

10.根据权利要求9所述的非接触呼吸测量门控方法，其特征在于，采用高级呼吸门控软件进行心脏建模的方法包括：

技术总结本发明公开了一种电生理三维标测系统和非接触呼吸测量门控方法，涉及心脏和呼吸门控技术，所述电生理三维标测系统包括红外相机、反光标记贴和高级呼吸门控软件；所述红外相机根据测试环境发射红外光，所述反光标记贴反射红外光，用于测试数据的采集，所述测试数据经过高级呼吸门控软件处理后实现心脏建模。本发明通过引入红外相机和反射红外光的反光标记贴，采用图像处理技术实现了准确识别不同贴片的呼吸曲线，反光标记贴是无源部件，不受噪声干扰，提高了呼吸数据的准确性，同时也降低了成本。技术研发人员：王进,陈树国受保护的技术使用者：玄宇心电（上海）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11