申请/专利权人：影诺高新科技(苏州)有限公司

申请日：2024-03-15

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118195967A

主分类号：G06T5/80

分类号：G06T5/80;G06T17/00;A61B6/03;A61B6/40;A61B6/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.02#实质审查的生效;2024.06.14#公开

摘要：本发明涉及一种CBCT几何校正坐标对齐与转换方法，该方法能够有效克服传统方法的不足，无需额外的操作和数据，直接利用CBCT几何校正中采集的数据，计算“校正体模坐标系{P}”到“设备坐标系{G}”的转换矩阵该方案降低了CBCT校正体模的摆位难度，无需借助外部装置，只需要目测对齐，就可以计算出精确的基于“设备坐标系{G}”的每个投照角度下的投照参数矩阵，用于高精度CBCT重建计算。

主权项：1.一种CBCT几何校正坐标对齐与转换方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤1、摆放几何校正体模，让校正体模坐标系{P}原点与设备坐标系{G}原点对齐，同时校正体模坐标系{P}X轴与设备坐标系{G}Y轴一致；步骤2、采集不同角度下几何校正体模的投影图像，识别标志物在校正体模坐标系{P}下的坐标为xi，yi，zi，以及在投影图像上的坐标uwi，vwi；其中i为标志物在几何校正体模上的编号；步骤3、根据xi，yi，zi与uwi，vwi计算基于校正体模坐标系{P}的投照参数矩阵P，对P进行分解即P＝K[R|t]，可以得到具体的投照参数如下所述：P为3x4矩阵，即K为3x3矩阵，即R为3x3矩阵，即t为3个元素的向量；t＝[tx，ty，tz]T，其中，tx＝P34，ty＝P24-K23P34K22，tz＝P14-tyP12-K13P34K11；步骤4、基于校正体模坐标系计算每次投照光源的坐标S＝-RTt；即S＝[Sx，Sy，Sz]T；其中，第j次投照得到的光源的坐标为Sjxj，yj，zj；步骤5、使用最小二乘法，计算光源坐标拟合圆所在平面的方程：设定目标平面即光源坐标拟合圆平面的方程为：Ax+By+Cz+D＝0；然后分母取A变形得到令上述的方程可写为：αy+βz+γ＝x；即为上述方程的最小二乘法矩阵形式；步骤6、带入光源的坐标Sjxj，yj，zj，求得α、β和γ的最佳最小二乘解，可得到目标平面即光源坐标拟合圆所在平面的方程，得到平面法向量A，B，C；设定临时坐标系{G1}的原点与坐标轴，计算坐标系转换矩阵，让转换到临时坐标系{G1}后的光源坐标拟合圆所在的平面与XZ平面重叠；XZ平面为临时坐标系{G1}的X轴和Z轴决定的平面；取点为临时坐标系{G1}原点，将目标平面法向量作为临时坐标系{G1}Y轴方向，取点M作为临时坐标系{G1}Z轴方向，将法向量与M单位化之后分别作为临时坐标系{G1}的Y轴与Z轴通过叉乘即可得到临时坐标系{G1}X轴步骤7、设定坐标转换矩阵实现从校正体模坐标系{P}到临时坐标系{G1}的转换： 步骤8、计算在临时坐标系{G1}下新的光源坐标步骤9、获取SG1在临时坐标系{G1}中XZ平面的投影SG1XZ，即把SG1的Y轴坐标值设置为0[SG1x，0，SG1z]T；步骤10、使用最小二乘法，计算光源坐标SG1XZ拟合圆的圆心：设定目标圆即光源坐标拟合圆投影在临时坐标系{G1}的XZ平面上的方程为：x-a2+z-c2＝r2；变形得到-2x×a-2z×c+1×a2+c2-r2＝-x2+z2；即为上述方程的最小二乘法矩阵形式；步骤11、求得a，c的最佳最小二乘解，即得到光源坐标拟合圆的圆心在临时坐标系{G1}中的坐标步骤12、计算坐标变换矩阵将基于临时坐标系{G1}的光源坐标拟合圆圆心转换到基于校正体模坐标系{P}的即步骤13、设定坐标转换矩阵实现从校正体模坐标系{P}到设备坐标系{G}的转换： 步骤14、在设备坐标系{G}下的投照参数矩阵对PG进行分解即PG＝KG[RG|tG]，可以得到具体的投照参数KG，RG和tG。

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权利要求：

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