[发明专利]基于四面体结构的标记点配准方法

权利要求书

1.一种基于四面体结构的标记点配准方法，其特征在于，所述方法包括：

分别获取图像空间数据集及目标空间数据集，其中，所述图像空间数据集包括三维虚拟图像空间的图像空间标记点信息，所述目标空间数据集包括患者手术目标空间的目标空间标记点信息；

选取所述图像空间数据集中的四个标记点作为顶点构成图像空间四面体模型，并从所述目标空间数据集中选取对应的四个标记点作为顶点构成目标空间四面体模型；

根据所述图像空间四面体模型和所述目标空间四面体模型，确定所述图像空间数据集相对于所述目标空间数据集的缩放比例；

根据所述缩放比例，将所述图像空间数据集中的图像空间标记点进行缩放，得到缩放后的图像空间数据集；

分别根据所述缩放后的图像空间数据集中的图像空间标记点信息及所述目标空间标记点信息计算所述缩放后的图像空间数据集中各图像空间标记点与所述目标空间数据集中各目标空间标记点之间的相关度，以确定所述缩放后的图像空间数据集中各图像空间标记点之间的顺序、各目标空间标记点之间的顺序、所述缩放后的图像空间数据集中各图像空间标记点与所述目标空间数据集中各目标空间标记点之间的对应关系；

根据各图像空间标记点之间的顺序、各目标空间标记点之间的顺序、所述缩放后的图像空间数据集中各图像空间标记点与所述目标空间数据集中各目标空间标记点之间的对应关系，对所述图像空间四面体模型及所述目标空间四面体模型进行刚性变换，确定所述图像空间标记点相对于图像空间坐标系的图像平移矩阵、图像旋转矩阵及所述目标空间标记点相对于目标空间坐标系的目标平移矩阵、目标旋转矩阵；

根据所述对应关系、所述缩放比例、所述图像平移矩阵、所述图像旋转矩阵、所述目标平移矩阵及所述目标旋转矩阵确定转换矩阵，以根据所述转换矩阵将所述图像空间数据集中各个图像空间标记点与所述目标空间数据集中对应的各个目标空间标记点进行配准，得到配准后的图像空间数据集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述对应关系、所述缩放比例、所述图像平移矩阵、所述图像旋转矩阵、所述目标平移矩阵及所述目标旋转矩阵确定转换矩阵后，进一步包括：

获取各个所述图像空间标记点经过转换矩阵转换后，变换后的图像空间上的图像空间标记点与目标空间标记点的误差范围；

根据所述误差范围构建优化函数；

根据所述优化函数对所述转换矩阵进行优化，得到优化后的转换矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像空间四面体包括三个图像空间标记点构成的图像三角形，所述目标空间四面体对应包括三个目标空间标记点构成的目标三角形；

根据所述图像空间四面体模型和所述目标空间四面体模型，确定所述图像空间数据集相对于所述目标空间数据集的缩放比例，进一步包括：

根据所述图像空间标记点坐标信息及三角形定理，确定所述图像三角形的法向量、外接圆圆心坐标；

根据所述目标空间标记点坐标信息及三角形定理，以及所述目标三角形的法向量、外接圆圆心坐标；

根据所述图像三角形的法向量、外接圆圆心坐标确定所述图像三角形的外接圆半径，以及根据所述目标三角形的法向量、外接圆圆心坐标确定所述目标三角形的外接圆半径；

根据所述图像三角形的外接圆半径以及所述目标三角形的外接圆半径，确定所述缩放比例。