[發(fā)明專利]一種神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法、裝置及設(shè)備

在審

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• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114283116A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐鵬飛;張宇萱
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市神經(jīng)科學(xué)研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06T7/70;G06T7/90;G06T7/66
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

1.一種神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取標準坐標系數(shù)據(jù)以及目標對象的個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)，所述標準坐標系數(shù)據(jù)包括x、y、z三個維度值；

基于所述標準坐標系數(shù)據(jù)對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行圖像配準，將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)配準至標準結(jié)構(gòu)腦模板；

基于進行圖像配準過程中產(chǎn)生的變換信息對配準的個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行坐標計算，得到個體坐標數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，所述基于所述標準坐標系數(shù)據(jù)對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行圖像配準，包括：

將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與標準結(jié)構(gòu)腦模板進行線性配準，獲得所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)在所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)以及仿射變換矩陣；

基于非線性算法和所述仿射變換矩陣將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行非線性配準，生成非線性變換圖像數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，所述將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行線性變換，得到線性變換結(jié)果，包括：

基于所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)得到求取全局最小值的相關(guān)比率代價函數(shù)或相互信息的代價函數(shù)；

基于所述求取全局最小值的相關(guān)比率代價函數(shù)或相互信息的代價函數(shù)及預(yù)設(shè)的變換關(guān)系進行線性變換，得到所述線性變換結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，通過以下公式對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行線性變換：

其中，S_T為變換空間，表示變換后的個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)，T為線性變換關(guān)系，I^r為標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，所述基于非線性算法和所述仿射變換矩陣將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行非線性配準，包括：

基于所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)構(gòu)建非線性代價函數(shù)；

基于所述仿射變換矩陣對所述非線性代價函數(shù)進行優(yōu)化，將所述非線性代價函數(shù)取得最小值時的個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)作為所述非線性變換圖像數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，基于所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行建模，構(gòu)建仿射變換矩陣：

其中，A為4x4矩陣，為個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)變換后的坐標，為個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)的原始坐標，x’、y’、z’分別為個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)變換后的坐標系中的三個維度值，x、y、z為個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)原始坐標系上的三個維度值；

其中，d_i(x,y,z)有3個位移場。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，基于所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)與所述標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)所構(gòu)建的平方和差代價函數(shù)為：

其中，w為非線性參數(shù)，f為標準坐標系的結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)，g為個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)中需要變換的圖像數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，在將所述個體結(jié)構(gòu)腦數(shù)據(jù)進行線性變換，得到線性變換結(jié)果之前，所述基于所述標準坐標系數(shù)據(jù)對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行圖像配準，還包括：

對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行圖像處理，將所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)中的頭骨圖像剝離。

9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的神經(jīng)導(dǎo)航坐標計算方法，其特征在于，所述基于所述標準坐標系數(shù)據(jù)對所述個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)進行圖像配準，還包括：

將所述非線性變換圖像數(shù)據(jù)進行逆變換，獲得標準結(jié)構(gòu)腦模板到個體結(jié)構(gòu)腦影像數(shù)據(jù)的變換結(jié)果數(shù)據(jù)。