(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211298576.1 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 卡本(深圳)医疗器 械有限公司 地址 518108 广东省深圳市宝安区石岩街 道塘头社区塘头1号路创维创新谷5#B 栋203 (72)发明人 汪明润　王杉杉　吴梦麟　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 陈舟苗 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 5/50(2006.01) (54)发明名称 基于目标器官三维图像的刚性配准方法及 相关装置 (57)摘要 本申请提供了一种基于目标器官三维图像 的刚性配准方法及相关装置， 包括： 获取目标器 官对应的计算机断层扫描图像/核磁共振图像以 及目标器官对应的参考超声图像； 确定计算机断 层扫描图像/核磁共振图像对应的第一掩膜图像 和参考超声图像对应的第二掩膜图像； 根据第一 掩膜图像创建能量场； 获取第二掩膜图像边界处 的参考坐标点序列； 根据参考坐标点序列和能量 场确定目标坐标点序列； 根据参考坐标点序列和 目标坐标点序列之间的变换关系对参考超声图 像进行空间几何变换， 得到目标超声 图像； 将计 算机断层扫描图像/核磁共振图像和目标超声图 像进行融合， 得到配准后的三维图像。 如此， 能够 简化图像 配准的流 程， 提高图像 配准的效率。 权利要求书3页 说明书11页 附图5页 CN 115359063 A 2022.11.18 CN 115359063 A 1.一种基于目标器官三维图像的刚性配准方法， 其特 征在于， 包括： 获取所述目标器官对应的计算机断层扫描图像/核磁共振图像以及所述目标器官对应 的参考超声图像， 所述参考超声图像是指多组超声图像组合形成的用于指示所述目标器官 的三维立体效果的超声图像， 所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像用于指示所述 目标 器官的三维体数据， 所述 参考超声图像用于指示所述目标器官的超声数据； 确定所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像对应的第 一掩膜图像和所述参考超声图 像对应的第二掩膜图像， 所述第一掩膜图像为所述目标器官的病灶在所述计算机断层扫描 图像/核磁共振图像中的图像部分， 所述第二掩膜图像为所述 目标器官 的病灶在所述参考 超声图像中的图像部分； 根据所述第 一掩膜图像创建能量场， 所述 能量场的边界轮廓与 所述第一掩膜图像的边 界轮廓重合， 所述能量场的能量 值大小由能量场中心处到能量场边界处递减； 获取所述第 二掩膜图像边界处 的参考坐标点序列， 所述参考坐标点序列是指所述病灶 在所述参考超声图像中具有病理诊断意 义的多个 像素点对应的多个坐标； 根据所述参考坐标点序列和所述能量场确定目标坐标点序列， 所述目标坐标点序列 是 指所述病灶在所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像中具有病理诊断意义的多个像素点 对应的多个坐标， 所述 目标坐标点序列在所述能量场中的能量值最小， 所述 目标坐标点序 列中的像素点 坐标个数与所述 参考坐标点序列中的像素点 坐标个数相等； 根据所述参考坐标点序列和所述目标坐标点序列之间的变换关系对所述参考超声图 像进行空间几何变换， 得到目标超声图像， 所述空间几何变换至少包括以下一种： 平移、 旋 转； 将所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像和所述目标超声图像进行融合， 得到配准 后的三维图像。 2.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述参考坐标点序列和所述 能量场 确定目标坐标点序列， 包括： 根据所述 参考坐标点序列和所述能量场确定目标变换参数； 根据所述目标变换参数对所述参考坐标点序列进行坐标变换， 得到所述目标坐标点序 列。 3.根据权利要求2所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述参考坐标点序列和所述 能量场 确定目标变换参数， 包括： 根据所述参考坐标点序列和所述能量场构建能量值计算公式， 所述能量值计算公式的 因变量为所述参考坐标点序列经过坐标变换后在所述能量场中的能量值， 所述能量值计算 公式中的自变量 为所述参考坐标点序列进行坐标变换的变换参数； 根据所述能量 值计算公式确定所述目标变换参数。 4.根 据 权 利 要 求 3 所 述 方 法 ，其 特 征 在 于 ，所 述 能 量 值 计 算 公 式 为 ： ， 其中， T(xi， yi)为所述变换参数， f为所述能量 场， 为惩罚函数， E为所述 参考坐标点序列经 过坐标变换后在所述能量场中的能量 值。 5.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述能量值计算公式确定所述目标权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115359063 A 2变换参数， 包括： 利用牛顿优化算法对所述能量值计算公式中的自变量进行估算求解， 得到所述目标变 换参数。 6.根据权利要求2 ‑5任一项所述方法， 其特征在于， 所述根据 所述参考坐标点序列和所 述目标坐标点序列之间的变换关系对所述参考超声图像进 行空间几何变换， 得到目标超声 图像， 包括： 根据所述目标变换参数对所述 参考超声图像进行空间几何变换， 得到目标超声图像。 7.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述确定所述计算机断层扫描图像/核磁共 振图像对应的第一掩膜图像和所述 参考超声图像对应的第二掩膜图像， 包括： 将所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像输入到预先训练好的第一分割模型中， 得 到所述第一掩膜图像； 以及， 将所述参考超声图像输入到预先训练好的第二分割模型中， 得到所述第二掩膜 图像。 8.一种基于目标器官三维图像的刚性配准装置， 其特 征在于， 包括： 第一获取单元， 用于获取所述目标器官对应的计算机断层扫描图像/核磁共振图像以 及所述目标器官对应的参考超声图像， 所述参考超声图像是指多组超声图像组合形成的用 于指示所述 目标器官 的三维立体效果的超声图像， 所述计算机 断层扫描图像/核磁共振图 像用于指示所述目标器官的三维体数据， 所述参考超声图像用于指示所述目标器官的超声 数据； 第一确定单元， 用于确定所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像对应的第一掩膜图 像和所述参考超声图像对应的第二掩膜图像， 所述第一掩膜图像为所述目标器官的病灶在 所述计算机 断层扫描图像/核磁共振图像中的图像部分， 所述第二掩膜图像为所述 目标器 官的病灶在所述 参考超声图像中的图像部分； 创建单元， 用于根据所述第一掩膜图像创建能量场， 所述能量场的边界轮廓与所述第 一掩膜图像的边界轮廓重合， 所述能量场的能量值大小由能量场中心处到能量场边界处递 减； 第二获取单元， 用于获取所述第二掩膜图像边界处的参考坐标点序列， 所述参考坐标 点序列是指所述病灶在所述参考超声图像中具有病理诊断意义的多个像素点对应的多个 坐标； 第二确定单元， 用于根据所述参考坐标点序列和所述能量场确定目标坐标点序列， 所 述目标坐标点序列是指所述病灶在所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像中具有病理诊 断意义的多个像素点对应的多个坐标， 所述目标坐标点序列在所述能量场中的能量值最 小， 所述目标坐标点序列中的像素点坐标个数与所述参考坐标点序列中的像素点坐标个数 相等； 图像变换单元， 用于根据所述参考坐标点序列和所述目标坐标点序列之间的变换关系 对所述参考超声图像进行空间几何变换， 得到目标超声图像， 所述空间几何变换至少包括 以下一种： 平 移、 旋转； 图像融合单元， 用于将所述计算机断层扫描图像/核磁共振图像和所述目标超声图像 进行融合， 得到配准后的三维图像。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115359063 A 3