[发明专利]一种三维图像处理方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种三维图像处理方法、系统、装置及存储介质，所述方法包括：获取已拍摄的三维人体头部图像中的三维表面信息，经图像处理截取三维人体头部图像的表面图像；通过带有近红外探测器的激光注册工具在预设时间内采集三维人体头部图像表面的散点；将获取到的面部图像信息点和采集点进行配准，完成采集点坐标系到图像坐标系的转换；通过激光注册工具采集面部特定区域的点，得到旋转平移变换矩阵变化结果，将坐标显示在图像空间中验证配准的准确性。本发明在用户进行头部手术前，对用户的三维人体头部图像进行图像处理，完成不依赖于初值的激光点云匹配的手术导航注册，操作简单方便，提高了计算的速度和结果的准确性。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种三维图像处理方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

神经外科类疾病因其致残率和病死率高而成为目前严重危害人类健康的重要疾病之一，在保护脑功能的同时最大范围切除脑肿瘤组织是保持患者生存质量、降低致残率的基础保障，是神经外科追求的目标。

因此，具备精准定位的导航系统是神经外科手术成功的关键，导航定位系统、影像图像扫描层厚、跟踪器的精度等系统误差，以及操作人员的偶然误差和术中组织的漂移等，都会使导航精度下降；而术前注册是导航手术中至关重要的步骤，也是影响导航精度的重要环节；术前注册是指在手术前，需要将图像坐标系、头部跟踪器坐标系以及定位系统的坐标系进行变换，统一变换到图像坐标系中。

常规的术前注册方式有三种：体表解剖标记注册、头皮标记物注册以及激光扫描注册。国内的很多手术导航产品均采用标记点注册（主要是体表解剖标记注册），精度低，操作复杂；而国外已经率先使用激光扫描注册，且被临床证明快速高效。激光扫描注册采用的方式是非接触型无标记扫描，采集点具有随机性；ICP（迭代最近点）是一种不需要特征分割的精确的配准算法，适用于无标记注册，但是对初值（迭代的初始输入变换矩阵，在迭代运算中，初值是一个常规性的必备概念）的依赖性大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术上述缺陷，本发明提供一种三维图像处理方法、系统、装置及存储介质，在用户进行头部手术前，对拍摄的用户的三维人体头部图像进行图像处理，完成不依赖于初值的激光点云匹配的手术导航注册，无需贴标志点，且不接触皮肤，一步完成配准工作，操作简单方便，提高了计算的速度和结果的准确性，提高了注册精度。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种三维图像处理方法，其中，所述三维图像处理方法包括：

获取已拍摄的三维人体头部图像中的三维表面信息，经图像处理截取三维人体头部图像的表面图像；

通过带有近红外探测器的激光注册工具在预设时间内采集三维人体头部图像表面的散点；

将获取到的面部图像信息点和采集点进行配准，完成采集点坐标系到图像坐标系的转换；

通过激光注册工具采集面部特定区域的点，得到旋转平移变换矩阵变化结果，将坐标显示在图像空间中验证配准的准确性。

所述的三维图像处理方法，其中，所述获取已拍摄的三维人体头部图像中的三维表面信息，经图像处理截取三维人体头部图像的表面图像具体包括：

截取三维人体头部图像的表面图像包括：三维人体头部图像中额头、眼睛和鼻子的部分；

根据灰度值等值点阈值的设定，获取已拍摄的三维人体头部图像中的三维表面信息；

以鼻尖的坐标为中心，垂直于鼻尖的方向为图像的Y轴，从鼻尖往左右两侧为X方向，沿着鼻子向上为Z轴正方向；

在X方向选择正负第一距离，Z方向选择向上第二距离，截取三维人体头部图像的表面图像。