[发明专利]一种基于子块的软组织表面变形追踪方法

摘要

本发明属医学图像处理及应用领域，涉及一种软组织表面变形追踪算法。本发明方法包括软组织分割算法；对提取的目标组织进行网格化处理，获得初始软组织表面点集；通过三维激光扫描仪或者术中三维成像设备获取变形后软组织表面点集；使用刚性配准方法将对变形后软组织表面和初始软组织表面进行初配准；最后基于子块式能量函数最小非刚性配准算法来获得两个点集中点与点之间的映射关系。本发明的方法实施简单，精度可靠，可集成在现有导航系统中，实现术中软组织变形矫正，从而大幅度提高导航系统精度，有助于临床应用。

主权项

1.一种基于子块的软组织表面变形追踪方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)采用自动分割算法从术前图像中提取目标软组织；(2)对分割图像进行网格化处理，并提取表面网格节点作为软组织初始表面；(3)通过三维激光扫描仪或者术中三维成像设备获取变形后软组织表面点集，作为变形后的软组织表面；(4)使用刚性配准方法将对变形后软组织表面和初始软组织表面进行初配准；(5)基于子块式能量函数最小非刚性配准算法来获得两个点集中点与点之间的映射关系；所述子块式能量函数最小非刚性配准算法包括以下步骤：①将需要跟踪的软组织初始表面网格节点X＝{x,i＝1,2,……M}划分成若干小块：P＝{p,k＝1,2,……L}，除了小块pL以外,每个小块pk包含l个节点，小块pL包含M‑(L‑1)*l个节点；②为每个点集小块pk构建能量最小方程获得点其表面位移；其中pk＝{p,o＝1,2,……l}为点集小块，Y＝{y,j＝1,2,……N}为点云的点集，cjk是定义两个点集之间对应概率的相关性矩阵，λ为权重因子，用薄板样条(Thin‑plate Spline)非刚性配准算法计算变形皮层(Y)与未变形皮层(pk)之间映射函数f，获得点集小块表面位移Disppk；③集合每个点集小块的位移Disppk，获得所有需要跟踪的软组织表面网格节点的位移Dispx。