[发明专利]用于导航系统的自动初始化和配准的系统和方法

权利要求书

1.一种用于图像配准的方法，包括：

在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪（508）扫描器探头；

采集（510）对应于所述至少一个位置的图像平面；

从所述图像平面重建（512）感兴趣区域的三维体积；

初始化（514）图像体积的搜索以通过采用图像平面采集期间所述扫描器探头的姿态信息以及所述扫描器探头的姿态的物理约束，确定将所述图像体积与所述三维体积配准的候选图像；并且

将所述图像体积与所述三维体积配准（522）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪（508）扫描器探头包括跟踪保持为基本垂直于所述皮肤表面的超声扫描器探头。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，采集（510）对应于所述至少一个位置的图像平面包括在沿所述患者的胸骨中线的两个位置处采集图像平面。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感兴趣区域包括器官。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述图像平面重建（512）感兴趣区域的三维体积包括采集所述感兴趣区域的图像平面以捕获所述感兴趣区域中的边界。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，配准（522）包括将所述三维体积的所述感兴趣区域中的边界与分割的图像体积的对应边界对准。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，初始化（514）图像体积的搜索包括通过采用患者定位和所述扫描器探头的姿态来约束用于所述搜索的搜索空间。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过选择相似性度量并且计算各图像之间的所述相似性度量来优化（516）所述图像体积与所述三维体积之间的对准。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括融合（714）所述图像体积与所述三维体积。

10.一种用于图像配准的方法，包括：

分割（504，506）图像体积中患者的参考器官和皮肤表面图像；

在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪（508）扫描器探头；

采集（510）对应于所述至少一个位置和所述参考器官的图像；

从图像平面重建（512）所述参考器官的三维体积；

利用由图像采集期间所述扫描器探头的姿态和物理约束进行约束的初始参数值对变换矩阵进行初始化（514），以确定所述图像体积与所述三维体积之间的变换矩阵；并且

使用成本函数（520）优化（516）所述变换矩阵以找到将所述图像体积与所述三维体积配准的坐标。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，跟踪（508）扫描器探头包括跟踪保持为基本垂直于所述皮肤表面的超声扫描器探头。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，采集（510）图像包括在沿所述患者的胸骨中线的两个位置处采集图像平面。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述参考器官包括肝脏。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，重建（512）术中三维体积包括采集所述参考器官的图像以捕获所述参考器官的边界。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，优化（516）包括细化平移和旋转参数并针对所述三维体积和分割的图像体积之间的自由度使所述成本函数最小化（520）。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，初始化（514）包括通过采用扫描器定位和相对于分割的皮肤表面图像的所述扫描器探头的姿态来约束用于所述搜索的搜索空间。

17.根据权利要求10所述的方法，还包括融合（714）所述图像体积与所述三维体积。