基于ICP算法的手术导航三维配准技术

• 作者: 徐源 方礼明 王君臣 王田苗
• 来源期刊: 北京航空航天大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 图像配准 最近点迭代 手术导航 三维重建 轮廓提取
• 年，卷（期）: 2009,（4）
• 页码范围: 434-438
• 页数: 5页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文

摘要

针对计算机辅助手术三维导航技术中术前CT图像与术中实际空间的配准问题,提出一种基于最近点迭代(ICP,Iterative Closest Point)算法的特征点云配准技术.利用医学图像空间和实际空间特征区域的两片点云坐标进行三维配准.对CT图像进行重建、分割及交互式操作得到医学图像特征点云;利用光学定位仪实时采集实际空间中对应区域的点云;通过主元分析(PCA,Principal Component Analysis)获取两组点云数据的特征向量进行初配准;进行最近点迭代使配准矩阵收敛到一个最优解,其中采用k-d tree寻找邻近点加速迭代过程.以塑料脊柱模型骨为对象进行了脊柱手术导航配准精度实验,进一步对实验中的点云数据加入高斯噪声以进行误差分析.结果表明这种配准方法简单可靠,在模型骨情况下配准精度在1 mm以内.