[發明專利]基于三角剖分優化匹配的醫學影像剛性配準方法

有效

• 申請號: 201410543401.1
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104318554B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 楊健;叢偉建;劉越;王涌天;艾丹妮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安

1.基于三角剖分優化匹配的醫學影像剛性配準方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，獲取三維醫學影像數據；

第二步，根據所述的影像數據分割得到三維醫學影像中相同組織器官；

第三步，針對已分割得到的組織器官，提取組織器官的表面點云信息；

第四步，采用三角剖分的方法將兩組組織器官的點云剖分為兩組多個四面體的集合；

第五步，分別從兩組四面體集合中選取任意一個四面體，剛性配準兩個四面體，獲得旋轉矩陣和平移向量:

分別從已得到的兩組四面體集合中任意選取一個四面體，采用優化算法將兩個四面體進行剛性配準，獲得兩個四面體頂點距離最小的旋轉矩陣和平移向量；定義選取的兩個四面體為A(a₁,a₂,a₃,a₄)和B(b₁,b₂,b₃,b₄)，a_i,b_i′，其中i＝1,2,3,4，表示兩個四面體的四個頂點，R為旋轉矩陣，T為平移向量，A′(a′₁,a′₂,a′₃,a′₄)為四面體A旋轉平移后得到的四面體，計算公式為：

a′_i＝[R|T]a_i,i＝1,2,3,4

則兩個四面體剛性配準的目標是保證A′(a′₁,a′₂,a′₃,a′₄)與B(b₁,b₂,b₃,b₄)四個頂點間的距離和最小，即

f(R,T)=min(Σi=14dis(ai′,bi))=min(Σi=14dis([R|T]ai,bi))]]>

得到兩個四面體剛性配準的旋轉矩陣R和平移向量T；

所述三角剖分方法包括以下步驟：首先，判斷新加入的網格點與三角形外接圓的關系，如果在某個三角形外接圓的內部，則三角形需要改造；然后，把需要改造的三角形集中到一起，將它們相鄰的邊去掉，形成一個凸多邊形；接著，找到這個多邊形的外邊界，并利用它們的相鄰關系把它們連接起來構成一個頭尾銜接的環；再將環上的每兩個相鄰的網格點取出，與待加入的網格點構成三角形，計算其外心，并將相鄰的三角形的信息建立起來，將三角形網格點和相鄰三角形信息儲存在只包含這些三角形的Delaunay剖分的數據結構數組中；最后，將上述新加入的三角形數據結構數組替換三角形數據結構數組中需要改造的三角形，并對三角形重新編號，從而得到新的結構數組；

第六步，根據獲得的所有旋轉矩陣和平移向量，計算兩組點云的距離誤差，并選取距離誤差最小的旋轉矩陣和平移向量作為最優配準矩陣；

第七步，根據最優配準矩陣，將三維醫學影像旋轉平移并融合顯示。