[发明专利]荧光镜位姿估计

权利要求书

1.一种用于使用多个标记使三维(3D)CT图像数据与二维(2D)荧光镜图像数据对准的方法，所述方法包括：

搜索外侧角和颅侧角；

将标记的3D质心移动至所述标记的2D质心与源之间的半线段；

计算倾侧角为2D与投影的3D之间的角的加权平均值；

计算3D平移坐标，其中计算3D平移坐标包括：

获得平行平移；以及

获得垂直平移；

连续预定次数地计算所述倾侧角和所述3D平移坐标；以及

基于所述外侧角、所述颅侧角、所述倾侧角和所述3D平移坐标来将所述3D CT图像数据覆盖在所述2D荧光镜图像数据上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中搜索所述外侧角和所述颅侧角包括：

在2D网格中尝试样本值；

基于所述样本值找到最小值；以及

使用最陡下降法从所述最小值尝试样本值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述倾侧角包括：

计算在所述2D荧光镜图像数据中将所述标记的所述2D质心接合至2D标记的2D矢量；

为投影的3D标记计算投影的矢量；以及

确定所述倾侧角，所述倾侧角是所述2D矢量与所述投影的矢量之间的角。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述外侧角、所述颅侧角和所述倾侧角确定解的性能，其中通过计算所述解的分数确定所述性能。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分数被确定为投影的3D标记与2D标记的中心之间的平均距离、所述投影的3D标记与所述2D标记之间的长度的平均差以及所述投影的3D标记与所述2D标记之间的平均角度差的加权和。

6.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述平行平移包括：

通过将投影的3D标记的3D质心移动至投影轴的中间，将投影的3D标记的3D质心拟合至所述2D质心；以及

将平行于荧光平面的小的平移应用至所述3D质心。

7.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述垂直平移包括将2D标记之间的相互距离与投影的3D标记之间的相互距离进行比较。

8.一种用于使用多个标记使三维(3D)CT图像数据与二维(2D)荧光镜图像数据对准的方法，所述方法包括：

获得多个荧光标记和多个CT标记；

搜索外侧角和颅侧角；

获得平行平移坐标；

获得垂直平移坐标；

确定较远的投影点和多个较远的荧光点；

基于所述多个较远的荧光点为倾侧角确定多个可能的匹配；

在所述多个可能的匹配之中选择匹配；

基于所选择的匹配确定多个种子；

基于所述外侧角、所述颅侧角、所述平行平移和所述垂直平移，为所述多个种子之中的每个种子计算精确的3D变换；

基于每个种子的所述精确3D变换确定多个局部最小值；

使用最陡下降法从所述多个局部最小值确定局部最小值；

确定与所述局部最小值相对应的旋转角和平移坐标；以及

基于所述确定的旋转角和平移坐标，将所述3D CT图像数据覆盖在所述2D荧光镜图像数据上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中搜索所述外侧角和所述颅侧角包括：

在2D网格中尝试样本值；

基于所述样本值找到最小值；以及

使用最陡下降法从所述最小值尝试样本值。

10.根据权利要求8所述 的方法，其中基于所述多个较远的荧光点为所述倾侧角确定所述多个可能的匹配包括：

滤出禁用的倾侧角；以及

为所述多个可能的匹配之中的每个匹配计算分数。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述多个可能的匹配之中选择所述匹配包括选择具有最低分数的匹配。