[發(fā)明專利]一種呼吸運動建模方法、裝置和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910330740.4
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN111179409A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊峰;武潺;李靜舒
• 申請（專利權(quán)）人: 艾瑞邁迪科技石家莊有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06F17/16
• 代理公司: 北京欣永瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11450
• 代理人: 張慶敏;常旭

1.一種呼吸運動建模方法，其特征在于，包括：

采集臟器不同部位的2D超聲序列；

對每個2D超聲序列，以整張幀圖像為感興趣區(qū)域，采用基于kd-樹最近鄰查找的流形學(xué)習(xí)方法進(jìn)行降維分析，將流形學(xué)習(xí)結(jié)果輸出的數(shù)值作為參考信號，實現(xiàn)呼吸參考信號的提取；

從每個2D超聲序列的呼吸參考信號中提取一個從呼氣末到吸氣末的呼吸信號，將所述呼吸信號對應(yīng)的圖像子序列重采樣，得到重建的4D超聲數(shù)據(jù)；

將所述重建出的4D超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行基于B-樣條參數(shù)化的拉格朗日nD+t形變模型的彈性配準(zhǔn)，獲得變換矩陣；

將所述呼吸參考信號和對應(yīng)的變換矩陣進(jìn)行線性擬合，生成呼吸模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸運動建模方法，其特征在于，所述方法還包括：

對術(shù)中采集的實時2D超聲序列計算實時呼吸參考信號值并輸入所述呼吸模型進(jìn)行呼吸運動估計與補(bǔ)償。

3.一種呼吸運動建模裝置，其特征在于，包括：

呼吸參考信號提取模塊，用于對于2D超聲探頭采集的臟器不同部位的每個2D超聲序列，以整張幀圖像為感興趣區(qū)域，采用基于kd-樹最近鄰查找的流形學(xué)習(xí)方法進(jìn)行降維分析，將流形學(xué)習(xí)結(jié)果輸出的數(shù)值作為參考信號，實現(xiàn)呼吸參考信號的提取；

4D超聲數(shù)據(jù)重建模塊，用于從每個2D超聲序列的呼吸參考信號中提取一個從呼氣末到吸氣末的呼吸信號，將所述呼吸信號對應(yīng)的圖像子序列重采樣，得到重建的4D超聲數(shù)據(jù)；

變換矩陣生成模塊，用于將所述重建出的4D超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行基于B-樣條參數(shù)化的拉格朗日nD+t形變模型的彈性配準(zhǔn)，獲得變換矩陣；

呼吸模型生成模塊，用于將所述呼吸參考信號和對應(yīng)的變換矩陣進(jìn)行線性擬合，生成呼吸模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的呼吸運動建模裝置，其特征在于，還包括：

呼吸估計與補(bǔ)償模塊，用于對術(shù)中采集的實時2D超聲序列計算實時呼吸參考信號值并輸入所述呼吸模型進(jìn)行呼吸運動估計與補(bǔ)償。

5.一種呼吸運動建模系統(tǒng)，其特征在于，包括：

計算機(jī)、超聲機(jī)；

所述超聲機(jī)用于通過2D超聲探頭采集臟器不同部位的2D超聲序列；

所述計算機(jī)包括：

呼吸參考信號提取模塊，用于對于2D超聲探頭采集的臟器不同部位的每個2D超聲序列，以整張幀圖像為感興趣區(qū)域，采用基于kd-樹最近鄰查找的流形學(xué)習(xí)方法進(jìn)行降維分析，將流形學(xué)習(xí)結(jié)果輸出的數(shù)值作為參考信號，實現(xiàn)呼吸參考信號的提取；

4D超聲數(shù)據(jù)重建模塊，用于從每個2D超聲序列的呼吸參考信號中提取一個從呼氣末到吸氣末的呼吸信號，將所述呼吸信號對應(yīng)的圖像子序列重采樣，得到重建的4D超聲數(shù)據(jù)；

變換矩陣生成模塊，用于將所述重建出的4D超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行基于B-樣條參數(shù)化的拉格朗日nD+t形變模型的彈性配準(zhǔn)，獲得變換矩陣；

呼吸模型生成模塊，用于將所述呼吸參考信號和對應(yīng)的變換矩陣進(jìn)行線性擬合，生成呼吸模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述呼吸運動建模系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機(jī)還包括：

呼吸估計與補(bǔ)償模塊，用于對術(shù)中采集的實時2D超聲序列計算實時呼吸參考信號值并輸入所述呼吸模型進(jìn)行呼吸運動估計與補(bǔ)償。