[发明专利]一种在医学影像中器械的配准方法和系统及相关设备

权利要求书

1.一种在医学影像中器械的配准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、获取待处理的医学影像序列；

S2、提取所述医学影像序列中的两类信息；第一类为所述医学影像序列中每一张图像的位置和姿态信息；第二类为标记信息；所述标记信息为在配准球截面圆的任意标记点及标记点位置信息；

S3、提取含有所述配准球截面圆的图像子集，并在每一张图像中计算所包含配准球截面圆的圆心位置和半径值，得到一组配准球截面圆的圆心位置和半径值的数据集；

S4、根据所述数据集，计算求得所述配准球在核磁共振环境中的空间坐标位置，实现对器械的配准；

其中，所述步骤S3包括：

S31、提取含有所述配准球截面圆的图像子集，根据标记点位置信息、配准球直径大小和所有图像的位置信息，过滤掉所有不含配准球截面圆的图像；

S32、对剩下的每一张图像中配准球截面圆进行圆心位置和半径值的计算，得到一组配准球截面圆的圆心位置和半径值的数据集；

所述步骤S31中，提取含有所述配准球截面圆的图像子集，包括：

S311、提取含有所述配准球截面圆的图像子集时，搜寻图像的距离范围为：以标记点位置所在面为中间面，前后各移动预设距离；

S312、选择在所述预设距离范围内所有的图片作为计算所需要的图像子集；所述预设距离等于所述配准球的直径；

所述步骤S32中，进行圆心位置和半径值的计算，包括：

S321、以标记点在图像中的位置或在其他图像中投影位置为中心、以所述配准球直径X倍的长度作为边长的矩形，确定检测范围；

S322、在确定检测范围后，利用matlab的函数imfindcircles来检测和计算每一张图中该检测范围内的配准球截面圆的圆心位置和半径值；

所述步骤S321还包括：

当一张图像中包含多个配准球截面圆时，选择各个配准球截面圆的圆心到标记点最短距离的截面圆，作为当前需要检测的配准球；

所述步骤S4，包括：

S41、计算所述数据集中各截面圆的圆心在图像坐标系中坐标的平均值

S42、假设所述配准球球心位于一虚拟截面上，且所述虚拟截面与各个截面平行，则所述配准球球心在所述虚拟截面上的投影坐标为所述配准球在虚拟截面上生成的截面圆的半径即为配准球的半径值r_b；在其他截面上生成的截面圆的半径为r_i；其中i＝1,2,…,n；

S43、在各个截面圆的圆心连线上用最小二乘法寻找一点，若该点到各个截面圆边界距离的均值最接近所述配准球的半径值r_b，则该点所在截面即为虚拟截面，且该点的空间坐标位置为所述配准球球心在核磁共振环境中的空间坐标位置，实现对器械的配准；

所述步骤S43，包括：

采用线性插值法得到所述虚拟截面中该点在核磁共振空间中的位置

利用如下公式计算得出球心在核磁共振坐标系中的坐标

其中为虚拟截面坐标系到核磁共振坐标系的坐标变换矩阵；r₁₁,r₁₂,…,r₃₃组成了由虚拟截面坐标系到核磁共振坐标系的旋转矩阵，由Dicom图像信息中获得；坐标系0为核磁共振坐标系，坐标系1为球心所在虚拟截面的坐标系；点为球心在虚拟截面中的坐标，是球心在核磁共振坐标系中的坐标。