[发明专利]一种肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置及方法

说明书

本发明提供了一种肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置及方法。其中，肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置，包括全方位人体图像采集模块，其用于若干张肿瘤穿刺中人体全方位图像；人体三维重构模块，其用于对肿瘤穿刺中人体全方位图像的对应关键点与预先构建的人体图结构模型进行匹配，定位人体关节点和关节点间的最优连接实现人体三维重构，确定出人体当前姿态的位置。

技术领域

本发明属于人体姿态定位领域，尤其涉及一种肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

伴随现代医疗技术的进步，肿瘤疾病有诸多治疗方法，但首先都需要进行肿瘤穿刺取样组织进行活体检测。在取样过程中需要对人体的姿态和肿瘤的位置进行高精度的识别和定位，因为肿瘤穿刺有可能会带来一系列的并发症，并且在穿刺过程中往往借助于CT、超声、MRI等进行，对于医生的操作水平有一定的要求。

发明人发现，目前市场上还没有一种专门用来肿瘤穿刺的人体定位装置。通常，在肿瘤穿刺活检时，主要仰仗于医生的经验，此种方法有较大的主观因素，而且不同的穿刺位置，会有不同的体位，这大大增加了医生判断的难度。因此对于人体的高精度体位的识别和定位显得尤为重要；而且现有的人体定位多需要大量场景的大量图片，而且需要大量的计算。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置及方法，其在定位过程中，计算量相对较少，不需要大量的图像对比，可以在肿瘤穿刺时实时进行图像的重构，能够提高肿瘤穿刺中人体姿态的定位精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种肿瘤穿刺中人体姿态的定位装置，其包括：

全方位人体图像采集模块，其用于采集若干张肿瘤穿刺中人体全方位图像；

人体三维重构模块，其用于对肿瘤穿刺中人体全方位图像的对应关键点与预先构建的人体图结构模型进行匹配，定位人体关节点和关节点间的最优连接实现人体三维重构，确定出人体当前姿态的位置。

进一步地，预先构建的人体图结构模型包含38个人体关节节点，模型可以表示为无向图G＝(V，E)，其中V＝(v₁，v₂…v₃₈)表示无向图顶点，E表示无向图中所有相连部位构成的边集。

进一步地，在人体三维重构模块中，人体姿态估计即确定人体各部位状态配置L＝(l₁，l₂…l₃₈),其中l_i＝(x_i，y_i，θ_i)表示某部位状态定位矩形框，(x_i，y_i)表示矩形框中心点在图像坐标系中的坐标，θ_i表示矩形框的方向；人体姿态估计问题转化成为能量函数的优化问题，能量函数为：

m_i(l_i)表示定位矩形区域的图像特征不匹配程度，d_ij(l_i,l_j)表示两部位的几何连接情况与节点几何约束不匹配的程度；

再利用零一整数规划求解最优边集，即为关节间的最优连接。

进一步地，在所述全方位人体图像采集模块中，采集瘤穿刺中人体全方位图像之后还包括：

在瘤穿刺中人体全方位图像中，寻找不因光照和角度而变化的特征点，建立瘤穿刺中人体全方位图像的尺度空间，进而得到瘤穿刺中人体全方位图像的128描述子向量。