(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 202210553039.0 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 青岛海信医疗设备股份有限公司 地址 266100 山东省青岛市崂山区松岭路 399号 (72)发明人 郭元甫　吴乙荣　李南哲　段小明　 陈永健　 (74)专利代理 机构 北京同达信恒知识产权代理 有限公司 1 1291 专利代理师 任嘉文 (51)Int.Cl. G06T 19/20(2011.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 器官三维模型与术中器官图像的匹配方法 及电子设备 (57)摘要 本发明提供器官三维模型与术中器官图像 的匹配方法及电子设备。 用于提高器官的三维模 型和术中器官图像匹配的准确率。 包括： 基于病 人的电子计算机断层扫描CT 图像数据和术中的 该病人的体表数据， 得到CT图像数据的目标转换 矩阵， 通过目标转换矩阵对VTK虚拟相机的位置 和角度进行调整， 并利用调整后的VTK虚拟相机 对器官的三维模 型进行投影， 得到该器官投影后 的三维模型， 其中， 所述器官的三维模型是基于 所述器官的三维模型数据得到的， 且三维模型数 据用于表 示器官的参数； 响应于用户发送的匹配 操作， 根据所述匹配操作对投影后的三维模型进 行旋转和/或对所述VTK虚拟相机进行平移， 以使 所述器官投影后的三维模型和术中器官图像进 行匹配。 权利要求书3页 说明书16页 附图8页 CN 114842179 A 2022.08.02 CN 114842179 A 1.一种器官三维模型与术中器官图像的匹配方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于病人的电子计算机断层扫描CT图像数据和术中的所述病人的体表数据， 得到所述 CT图像数据的目标转换矩阵， 其中， 所述目标转换矩阵用于对可视化工具包VT K虚拟相机进 行旋转和平 移的； 通过所述目标转换矩阵对VTK虚拟相机的位置和角度进行调整， 并利用调整后的VTK虚 拟相机对器官的三 维模型进行 投影， 得到所述器官投影后的三维模型， 其中， 所述器官的三 维模型是基于所述器官的三维模型数据得到的， 且所述三维模型数据用于表示器官的参 数； 响应于用户发送的匹配操作， 根据 所述匹配操作对所述器官投影后的三维模型进行旋 转和/或对所述VT K虚拟相机进 行平移， 以使 所述器官 投影后的三 维模型和术中器官图像进 行匹配。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于病人的电子计算机断层扫描CT图 像数据和术中的所述病人的体表数据， 得到所述CT图像数据的目标转换矩阵， 包括： 在所述CT图像数据和所述体表数据中分别选取多个目标关键点； 其中， 所述CT图像数 据和所述体表数据中选取的目标关键点的数量和标识均相同； 对所述CT图像数据中各目标关键点的位置坐标和所述体表数据中各目标关键点的位 置坐标进行奇异值分解操作， 得到初始变换矩阵； 利用预设算法对所述初始变换矩阵进行转换， 得到所述目标转换矩阵。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述匹配操作对所述器官投影后 的三维模型进行旋转和/或对所述VTK虚拟相机进行平 移， 包括： 若基于所述匹配操作， 得到平移向量， 则利用所述平移向量对所述VTK虚拟相机进行移 动； 若基于所述匹配操作， 得到旋转矩阵， 则利用所述旋转矩阵对所述投影后的三维模型 进行旋转； 若基于所述匹配操作， 得到平移向量和旋转矩阵， 则用所述平移向量对所述VTK虚拟相 机进行移动和利用所述旋转矩阵对所述投影后的三维模型进行旋转。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 通过以下 方式确定所述平 移向量： 若所述匹配操作中包括平移量， 则 基于所述平移量确定所述平移向量， 其中， 所述平移 量为所述VTK虚拟相机需要移动的移动量， 且所述平移量包括横向平移量和纵向平移量； 或， 若所述匹配操作中包括所述投影后的三维模型在显示屏幕中的横向移动量和纵向移 动量， 则基于所述横向移动量得到横向平移量以及根据所述纵向移动量确定纵向平移量， 并通过所述横向平移量和所述纵向平移量得到所述平移向量， 其中， 所述横向移动量为投 影后的三 维模型在显示屏幕中横向的移动量， 所述纵向移动量为投影后的三 维模型在显示 屏幕中纵向的移动量。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述横向移动量得到横向平移 量， 包括： 将所述横向移动量与指定阈值相乘， 得到第一中间值， 并将所述第一中间值与显示屏 幕的长度相除， 得到第二中间值， 基于所述第二中间值确定所述横向平 移量；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114842179 A 2所述根据所述纵向移动量确定纵向平 移量， 包括： 将所述纵向移动量与所述指定阈值相乘， 得到第三中间值， 并将所述第三中间值与所 述显示屏幕的宽度相除， 得到第四中间值， 根据所述第四中间值确定所述纵向平 移量。 6.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 通过以下 方式得到所述旋转矩阵： 若所述匹配操作中包括旋转量， 则 基于所述旋转量确定所述旋转矩阵， 其中， 所述旋转 量包括横向旋转 量、 纵向旋转 量和竖向旋转 量； 或， 若所述匹配操作中包括所述投影后的三维模型在显示屏幕中的横向移动 量、 纵向移动 量和纵向旋转量， 则基于所述横向移动量得到横向旋转量以及根据所述 纵向移动量确定竖 向旋转量， 并基于所述横向旋转 量、 所述纵向旋转 量和所述竖向旋转 量得到所述旋转矩阵。 7.一种电子设备， 其特 征在于， 包括存 储单元和处理器， 其中： 所述存储单元， 被配置为存 储病人的电子计算机断层扫描CT图像数据； 所述处理器， 被配置为： 基于病人的CT图像数据和术中的所述病人的体表数据， 得到所述CT图像数据的目标转 换矩阵， 其中， 所述目标转换矩阵用于对可视化工具包VTK虚拟相机进行旋转和平 移的； 通过所述目标转换矩阵对VTK虚拟相机的位置和角度进行调整， 并利用调整后的VTK虚 拟相机对器官的三 维模型进行 投影， 得到所述器官投影后的三维模型， 其中， 所述器官的三 维模型是基于所述器官的三维模型数据得到的， 且所述三维模型数据用于表示器官的参 数； 响应于用户发送的匹配操作， 根据 所述匹配操作对所述器官投影后的三维模型进行旋 转和/或对所述VT K虚拟相机进 行平移， 以使 所述器官 投影后的三 维模型和术中器官图像进 行匹配。 8.根据权利要求7 所述的电子设备， 其特 征在于， 所述处 理器， 还被 配置为： 在所述CT图像数据和所述体表数据中分别选取多个目标关键点； 其中， 所述CT图像数 据和所述体表数据中选取的目标关键点的数量和标识均相同； 对所述CT图像数据中各目标关键点的位置坐标和所述体表数据中各目标关键点的位 置坐标进行奇异值分解操作， 得到初始变换矩阵； 利用预设算法对所述初始变换矩阵进行转换， 得到所述目标转换矩阵。 9.根据权利要求7 所述的电子设备， 其特 征在于， 所述处 理器， 还被 配置为： 若基于所述匹配操作， 得到平移向量， 则利用所述平移向量对所述VTK虚拟相机进行移 动； 若基于所述匹配操作， 得到旋转矩阵， 则利用所述旋转矩阵对所述投影后的三维模型 进行旋转； 若基于所述匹配操作， 得到平移向量和旋转矩阵， 则用所述平移向量对所述VTK虚拟相 机进行移动和利用所述旋转矩阵对所述投影后的三维模型进行旋转。 10.根据权利要求9所述的电子设备， 其特 征在于， 所述处 理器， 还被 配置为： 通过以下 方式得到所述旋转矩阵： 若所述匹配操作中包括旋转量， 则 基于所述旋转量确定所述旋转矩阵， 其中， 所述旋转 量包括横向旋转 量、 纵向旋转 量和竖向旋转 量； 或， 若所述匹配操作中包括所述投影后的三维模型在显示屏幕中的横向移动 量、 纵向移动权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114842179 A 3