[發明專利]一種器官三維圖像重建補償方法

在審

• 申請號: 202110821714.9
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113538665A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 陳奎;張博
• 申請（專利權）人: 無錫艾米特智能醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;A61B34/20;A61B34/10;A61B34/30;A61B34/00
• 代理公司: 北京迎碩知識產權代理事務所(普通合伙) 11512
• 代理人: 錢揚保;張群峰

本發明公開了一種器官三維圖像重建補償方法，包括以下步驟：步驟1.器官三維圖像重構；步驟2.器官三維圖像信息補償判斷；步驟3.圖像信息補償計算；步驟4.三維圖像信息替換。本發明三維成像補償方法使用方便，建立模型的精度高，結果實時可見，具有較高的臨床使用價值。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種器官三維圖像重建補償算法。

背景技術

基于2D醫療圖像重建器官組織的三維圖像對于手術導航具有重要的意義，特別是對于使用機器人輔助的手術系統，為其實現自動術前規劃和術中實時配準提供了必需的參考依據。

近些年來，機器人輔助手術和導航技術得到越來越廣泛的應用，在醫學影像導航的研究中，超聲波的應用越來越廣泛。但是由于超聲波為物體的機械振動波,屬于聲波范疇,它具有聲的共同物理特性。這些物理特性使得超聲在傳播過程中與人體介質之間相互作用,包括反射、折射、散射、聲衰減等。還有超聲場本身的復雜性及其影響。因為這些物理特性，在利用超聲波進行探測時容易產生超聲偽像。超聲波束具有一定的厚度，其掃描面并非一層很薄的斷層切面。探頭接收到的回波信號不只來自超聲探頭長軸的中心切面,還有一部分來自相鄰的切面。超聲設備將這些不同平面的回波信號全部疊加在一起顯示在一幅聲像圖上,由此引起的偽像即為部分容積效應偽像。如何有效的解決超聲波產生的偽像，成為了利用超聲波進行三維圖像重建的關鍵問題。

為此，本發明提出了一種器官三維圖像重建補償方法，與當前的技術方案相比，有效解決了三維重建過程中容易受到超聲波偽像影響的問題，提高了手術的精準性和安全性，尤其是對重建小型腫塊圖像有巨大幫助。

發明內容

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：

一種器官三維圖像重建補償方法，包括以下步驟：

步驟1.器官三維圖像重構；

步驟2.器官三維圖像信息補償判斷；

步驟3.圖像信息補償計算；

步驟4.三維圖像信息替換。

所述的三維圖像重建補償方法，其中步驟1包括：

1)超聲圖像與對應姿態信息的匹配：對于超聲探頭姿態信息，每隔預定的時間差采樣連續的預定個數的姿態信息作為一個姿態信息組，每個姿態信息組與和其自身的組序號相同的視頻幀序號的視頻幀相對應，每組超聲探頭姿態信息中選第1個姿態信息與對應的視頻幀相匹配。

所述的三維圖像重建補償方法，其中步驟1還包括：

2)超聲圖像中器官的識別和識別結果顯示采樣：對采集到的每幀圖像，進行圖像識別，提取對應的想要建立模型的器官輪廓，對器官輪廓進行采樣，得到輪廓采樣點；

3)基于采樣得到的器官輪廓采樣點，進行三維坐標變化，獲取該幀圖片各輪廓點在機器人坐標系中的實際位置。

所述的三維圖像重建補償方法，其中步驟1中，基于采樣得到的器官輪廓點，進行三維坐標變化，獲取該幀圖片各輪廓點在機器人坐標系中的實際位置按如下方式進行：

機器人坐標系、探頭坐標系和圖像坐標系分別定義為{B}，{P}和{I}，{P}到{B}的轉換矩陣為{I}到{P}的轉換矩陣為

(a)超聲圖像像素坐標到探頭坐標轉換

設采樣后某一點A在超聲圖像中像素點坐標為A(a,b),則其轉換后的物理坐標為A(a′,b′,c′)，其中m和n為比例系數，a為x軸坐標，b為y軸坐標，a’為x軸坐標，b’為y軸坐標，c’為z軸坐標，轉換公式如下

a′＝m*a (1)