[发明专利]C臂机空间定位模型构建系统及方法

权利要求书

1.一种C臂机空间定位模型构建系统，其特征在于：包括：

C臂机，用于采集正侧位透视图像；

注册器，安装在C臂机成像路径上，其上设有示踪器，包括至少两个平面，每个平面设有若干标记点；

光学跟踪器，用于识别所述示踪器得到其位置信息；

上位机，与C臂机及光学跟踪器通信连接，并据此计算得到C臂机发射管中心坐标，并以其为光心、注册器的任一平面作为虚拟成像平面构建C臂机空间定位模型。

2.根据权利要求1所述的C臂机空间定位模型构建系统，其特征在于：所述注册器的任一注册面均采用透X光的有机玻璃材料制作而成。

3.根据权利要求1所述的C臂机空间定位模型构建系统，其特征在于：所述注册器的任一注册面上均匀分布有8个标记点。

4.根据权利要求1所述的C臂机空间定位模型构建系统，其特征在于：所述标记点采用直径4mm的钢珠。

5.一种采用权利要求1~4任一所述C臂机空间定位模型构建系统的C臂机空间定位模型构建方法，其特征在于：包括步骤：

（1）C臂机采集模体正侧位透视图像并识别提取得到标记点的图像坐标；

（2）根据步骤（1）和各注册面内标记点的空间坐标分别计算得到各注册面与正侧位透视图像之间的映射关系；

（3）根据步骤（2）计算得到C臂机发射管中心坐标，并以其作为光心，以注册器的任一注册面作为虚拟成像平面，构建正侧位投影模型，得到C臂机空间定位模型。

6.根据权利要求5所述的C臂机空间定位模型构建方法，其特征在于：所述步骤（3）具体包括：

（31）在正侧位透视图像上设置若干矩阵点，并分别将其映射至各注册面，根据所有矩阵点在各注册面的映射点连线计算得到光心；

（32）通过光学跟踪器获取得到注册器位姿，结合注册器参数模型计算得到虚拟成像平面位姿；

（33）将正侧位透视图像映射到虚拟生成平面上，对感兴趣区域重新采样生成所需图像，计算得到其分辨率及像元尺寸信息。

7.根据权利要求6所述的C臂机空间定位模型构建方法，其特征在于：所述步骤（31）中采用最小二乘解法得到光心坐标，公式如下：

其中，，表示矩阵点数量，为光心到矩阵点在各注册面的映射点连线的距离，表示光心到所有连线的距离之和的最小值。

8.根据权利要求5所述的C臂机空间定位模型构建方法，其特征在于：所述步骤（1）中，根据注册器上标记点分布的几何特征，结合图像分割轮廓提取算法分别识别定位出所述正侧位透视图像上各个注册面的标记点。