ICP算法在计算机辅助肝脏手术空间配准中的应用研究.pdf

科 技 通 报 第30卷第 1期 V01．30No．1 2014年 1月 BULLETINOFSCIENCEANDTECHN0L0GY Jan．2014 ICP算法在计算机辅助肝脏手术空间配准中的 应用研究 韦韫韬，周轶冰 (1．佳木斯大学，黑龙江佳木斯 154007；2．佳木斯市中心医院，黑龙江佳木斯 154002) 摘 要：针对计算机辅助肝脏手术中的空间配准技术中的手术前的CT图像与手术中的实际空间进行 配准问题，本文提出一种基于ICP算法的手术空间配准技术，通过利用几何哈希法筛选出最佳的三维 变换，然后用该变换作用到整个点云，最后完成点云的拼接，使得准确度更高。仿真试验结果表明，改 进的ICP拼接算法精度高，适用于计算机辅助肝脏手术。 关键词：ICP算法；肝脏手术；点云拼接 ；空间配准 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1001—7119(2014)01—0162—04 TheResearchofICPAlgorithm SApplicationinComputerAidedLiver OperationCorrectioninSpace WeiYuntao，ZhouYibing (1．JiamusiUniversity．HeilongjiangJiamusi154007，China； 2．JiamusiCenterHospita1．HeilongjiangJiamusi154002，China) Abstract：Aimingatthe problem ofCT image isdifferentbeforeand during in computer aided liver operation correction in space，wecome upwith acorrection method based on ICP algorithm ，screening outthebestthree—dimensionaltransformationbygeometrichashingmethods，thenusethesetranslation toeffectthewholepointclouds，completingthepointcloud splitting，tomaketheresultmoreaccurate． The resultsofsimulation and experimentalshow，The accuracy ofimproved ICP algorithm ishigher， whichissuitableforcomputeraidedliveroperation． Keywords：ICPalgorithm ；liveroperation；pointcloudsplitting；correctioninspace 0 引言 1987年，Horn、Arun等利用四元数法提出了 点集对点集的配准方法 。这样点集和点集坐 在计算机辅助肝脏手术中，医生可以在手术 标系相匹配的算法通过实践证明是一个用来解 之前确定具体的病症位置，做好相关的手术计划， 决复杂配准 问题的关键之处。1992年 ，研究人 从而为患者选择最佳的手术方案 ，还可以把患者 员Besl和Mckay提 出了一种基于 自由形态曲面 的个体差异作为主要因素考虑进去-一叫。在术中， 的配准方法，称为迭代就近点法ICPt]。以点集 配准技术可以帮助术者避开重要的组织结构，尽