[發明專利]一種基于點云分割的股骨頸配準方法、系統及介質

在審

• 申請號: 202110786523.3
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113409301A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 顧力栩;楊智凱;王濤
• 申請（專利權）人: 上海精勱醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/33;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 郭國中;李佳俊

1.一種基于點云分割的股骨頸配準方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：將獲取到的CT影像將斷裂股骨頸進行分割，得到斷裂股骨頭A和股骨體B兩個部位，進行面繪制得到面片數據和點云數據；

步驟S2：將股骨頭A和股骨體B的點云數據作為輸入，輸入到pointnet神經網絡中，分割分別得到股骨頭相接面a和股骨體斷裂相接面b；

步驟S3：將分割得到的股骨頭相接面a和股骨體斷裂相接面b使用迭代程序進行配準，其中a是source、b是target，得到旋轉矩陣M_{source-＞targ}；

步驟S4：將得到的旋轉矩陣應用于分割出的股骨頭A，A′＝A*M，得到最終拼接好的股骨模型，其中A′為應用旋轉矩陣M后的股骨頭。

2.根據權利要求1所述的一種基于點云分割的股骨頸配準方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S2.1：pointnet中通過使用三維STN解決獲得不同數據的旋轉性問題，學習到點云的位姿信息進行后續的分割任務；

步驟S2.2：pointnet中通過使用全局池化層來解決無序性問題，網絡對每個點進行一定程度特征提取后通過全局池化層獲取到點云整體特征。

3.根據權利要求2所述的一種基于點云分割的股骨頸配準方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：

步驟S2.3：在進行使用pointnet程序對股骨頸進行分割之前，需要使用一些已經標注好的點云數據進行訓練，得到訓練好的pointnet模型后進行點云分割。

4.根據權利要求1所述的一種基于點云分割的股骨頸配準方法，其特征在于，所述步驟S3中的迭代程序主要是通過最小二乘法來進行優化，通過尋找每個點的最近鄰匹配點來進行計算誤差，獲取得到旋轉矩陣。

5.一種基于點云分割的股骨頸配準系統，其特征在于，所述系統包括如下模塊：

模塊M1：將獲取到的CT影像將斷裂股骨頸進行分割，得到斷裂股骨頭A和股骨體B兩個部位，進行面繪制得到面片數據和點云數據；

模塊M2：將股骨頭A和股骨體B的點云數據作為輸入，輸入到pointnet神經網絡中，分割分別得到股骨頭相接面a和股骨體斷裂相接面b；

模塊M3：將分割得到的股骨頭相接面a和股骨體斷裂相接面b使用迭代程序進行配準，其中a是source、b是target，得到旋轉矩陣M_{source-＞target}；

模塊M4：將得到的旋轉矩陣應用于分割出的股骨頭A，A′＝A*M，得到最終拼接好的股骨模型，其中A′為應用旋轉矩陣M后的股骨頭。

6.根據權利要求5所述的一種基于點云分割的股骨頸配準系統，其特征在于，所述模塊M2包括如下模塊：

模塊M2.1：pointnet中通過使用三維STN解決獲得不同數據的旋轉性問題，學習到點云的位姿信息進行后續的分割任務；

模塊M2.2：pointnet中通過使用全局池化層來解決無需性問題，網絡對每個點進行一定程度特征提取后通過全局池化層獲取到點云整體特征。

7.根據權利要求6所述的一種基于點云分割的股骨頸配準系統，其特征在于，所述模塊M2還包括：

模塊M2.3：在進行使用pointnet程序對股骨頸進行分割之前，需要使用一些已經標注好的點云數據進行訓練，得到訓練好的pointnet模型后進行點云分割。

8.根據權利要求5所述的一種基于點云分割的股骨頸配準系統，其特征在于，所述模塊M3中的迭代程序主要是通過最小二乘法來進行優化，通過尋找每個點的最近鄰匹配點來進行計算誤差，獲取得到旋轉矩陣。

9.一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-4中任一項所述的方法的步驟。