[發明專利]基于PCA和TSSM模型的膈肌預測系統及方法

有效

• 申請號: 202010884814.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112053330B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 余航;許錄平;馮冬竹;朱增寬;李晨陽;趙樂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/00;G06T7/11;G06V10/77;G06V10/766;G06T7/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于PCA和TSSM模型的膈肌預測系統，包括膈肌圖像分割模塊，胸腹表面圖像分割模塊，膈肌位移計算模塊，胸腹表面位移模塊，圖像輸出模塊；其特征在于，還包括PCA模塊，模型擬合模塊；其中，

所述膈肌圖像分割模塊，用于選取所選患者呼吸周期0％相位的患者體三維圖像，將所選相位的人體三維圖像以像素值差值法處理為僅有右肺下膈肌的三維圖像；

所述胸腹表面圖像分割模塊，用于選取所選患者的呼吸周期的0％相位的人體三維圖像，將該圖像以掩膜法處理為僅有胸腹表面的三維圖像；

所述膈肌位移計算模塊，將膈肌三維圖像的全部膈肌像素點的空間三維坐標值取均值，將該均值作為右肺下膈肌的質心坐標值；將該坐標值與所選患者的右肺下膈肌的初始質心坐標值相減，得到所選相位的膈肌位移；

所述胸腹表面位移計算模塊，用于用ICP算法將所選患者的所選相位的胸腹部三維圖像的空間三維坐標與呼吸周期的0％相位的胸腹表面圖的空間三維坐標進行配準，將配準后得到的平移向量作為所選相位的胸腹表面位移；

所述PCA模塊，用于將每個患者全部相位的膈肌位移連接為一個10個x軸上的位移值+10個y軸上的位移值+10個z軸上的位移的30維的向量，并進行歸一化；用于將每個患者的歸一化后的30維的向量，進行主成分分析法處理，降維并映射到d維子空間R^v中；用于將每個患者每個相位的胸腹表面位移歸一化為一個10個x軸上的位移值+10個y軸上的位移值+10個z軸上的位移的30維的向量，并進行歸一化；用于將每個患者歸一化后的30維向量，進行主成分分析法處理，降維并映射到d維子空間R^u中；用于將從TSSM模型中獲得的膈肌位移按照PCA特征子空間的系數和基來計算膈肌位移的預測數據，即得到歸一化的膈肌位移數據按照膈肌位移的歸一化公式，將歸一化的膈肌位移數據逆歸一化，得到最終的膈肌位移v^out；

所述模型擬合模塊，用于利用線性嶺回歸優化法將映射到R^v中的膈肌位移數據與映射到R^u中的胸腹部表面位移數據連接起來，得到變換矩陣β，求出β的最優化表達式β^opt，即為TSSM模型；

所述圖像輸出模塊在計算機上顯示出橫坐標為相位，縱坐標為膈肌位移的曲線圖。