[发明专利]一种器官三维图像重建补偿方法

说明书

本发明公开了一种器官三维图像重建补偿方法，包括以下步骤：步骤1.器官三维图像重构；步骤2.器官三维图像信息补偿判断；步骤3.图像信息补偿计算；步骤4.三维图像信息替换。本发明三维成像补偿方法使用方便，建立模型的精度高，结果实时可见，具有较高的临床使用价值。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种器官三维图像重建补偿算法。

背景技术

基于2D医疗图像重建器官组织的三维图像对于手术导航具有重要的意义，特别是对于使用机器人辅助的手术系统，为其实现自动术前规划和术中实时配准提供了必需的参考依据。

近些年来，机器人辅助手术和导航技术得到越来越广泛的应用，在医学影像导航的研究中，超声波的应用越来越广泛。但是由于超声波为物体的机械振动波,属于声波范畴,它具有声的共同物理特性。这些物理特性使得超声在传播过程中与人体介质之间相互作用,包括反射、折射、散射、声衰減等。还有超声场本身的复杂性及其影响。因为这些物理特性，在利用超声波进行探测时容易产生超声伪像。超声波束具有一定的厚度，其扫描面并非一层很薄的断层切面。探头接收到的回波信号不只来自超声探头长轴的中心切面,还有一部分来自相邻的切面。超声设备将这些不同平面的回波信号全部叠加在一起显示在一幅声像图上,由此引起的伪像即为部分容积效应伪像。如何有效的解决超声波产生的伪像，成为了利用超声波进行三维图像重建的关键问题。

为此，本发明提出了一种器官三维图像重建补偿方法，与当前的技术方案相比，有效解决了三维重建过程中容易受到超声波伪像影响的问题，提高了手术的精准性和安全性，尤其是对重建小型肿块图像有巨大帮助。

发明内容

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种器官三维图像重建补偿方法，包括以下步骤：

步骤1.器官三维图像重构；

步骤2.器官三维图像信息补偿判断；

步骤3.图像信息补偿计算；

步骤4.三维图像信息替换。

所述的三维图像重建补偿方法，其中步骤1包括：

1)超声图像与对应姿态信息的匹配：对于超声探头姿态信息，每隔预定的时间差采样连续的预定个数的姿态信息作为一个姿态信息组，每个姿态信息组与和其自身的组序号相同的视频帧序号的视频帧相对应，每组超声探头姿态信息中选第1个姿态信息与对应的视频帧相匹配。

所述的三维图像重建补偿方法，其中步骤1还包括：

2)超声图像中器官的识别和识别结果显示采样：对采集到的每帧图像，进行图像识别，提取对应的想要建立模型的器官轮廓，对器官轮廓进行采样，得到轮廓采样点；

3)基于采样得到的器官轮廓采样点，进行三维坐标变化，获取该帧图片各轮廓点在机器人坐标系中的实际位置。

所述的三维图像重建补偿方法，其中步骤1中，基于采样得到的器官轮廓点，进行三维坐标变化，获取该帧图片各轮廓点在机器人坐标系中的实际位置按如下方式进行：

机器人坐标系、探头坐标系和图像坐标系分别定义为{B}，{P}和{I}，{P}到{B}的转换矩阵为{I}到{P}的转换矩阵为

(a)超声图像像素坐标到探头坐标转换

设采样后某一点A在超声图像中像素点坐标为A(a,b),则其转换后的物理坐标为A(a′,b′,c′)，其中m和n为比例系数，a为x轴坐标，b为y轴坐标，a’为x轴坐标，b’为y轴坐标，c’为z轴坐标，转换公式如下

a′＝m*a (1)