基于CPD的配準(zhǔn)算法在股骨三維重建中的應(yīng)用.pdf

1、股骨的三維重建以CT體數(shù)據(jù)、DR圖像以及ICP算法為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了三維姿態(tài)的可視化，該技術(shù)具有價(jià)格低廉、人體輻射低、處理圖像效率高等優(yōu)點(diǎn)，能給予醫(yī)學(xué)醫(yī)療理論、實(shí)踐研究提供方便的影像數(shù)據(jù)。圖像配準(zhǔn)算法是股骨三維重建的主要研究內(nèi)容，通過機(jī)器輔助獲得配準(zhǔn)的參數(shù)決定了股骨三維重建的準(zhǔn)確性。ICP是常見的配準(zhǔn)算法，由于該算法存在復(fù)雜度較高以及魯棒性、準(zhǔn)確度較低的弊端，本文提出一種基于 CPD的配準(zhǔn)算法，使配準(zhǔn)過程更加精準(zhǔn)化、自動(dòng)化。
　　首先

2、，本文詳細(xì)闡述了圖像配準(zhǔn)的重要原理，包括相似性測度、優(yōu)化方法以及空間變換；然后根據(jù)變換方法、圖像維度以及圖像特征對配準(zhǔn)方法詳細(xì)歸納；又簡單的介紹了圖像配準(zhǔn)的關(guān)鍵步驟以及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為本文后續(xù)的研究工作做了鋪墊。
　　其次，本文介紹了傳統(tǒng) ICP算法基礎(chǔ)理論和應(yīng)用領(lǐng)域，針對該算法的準(zhǔn)確度和魯棒性低的弊端，從而提出基于 CPD的配準(zhǔn)算法的重要原理和研究內(nèi)容。該算法考慮到通用、患者股骨的差異性和相似性的同時(shí)，還加入了比例形變，成功的避免了

3、傳統(tǒng) ICP算法的缺陷問題，又在時(shí)間、空間復(fù)雜度優(yōu)于傳統(tǒng) ICP，使配準(zhǔn)過程更加精準(zhǔn)。之后重點(diǎn)提出基于 CPD的配準(zhǔn)算法的實(shí)驗(yàn)流程，主要包括圖像預(yù)處理、配準(zhǔn)數(shù)據(jù)的獲取以及CPD點(diǎn)集配準(zhǔn)。
　　最后，通過大量股骨仿真實(shí)驗(yàn)評價(jià)與驗(yàn)證本文的算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：平移、旋轉(zhuǎn)的平均誤差分別小于2.1mm、1.6°；配準(zhǔn)失敗率僅在10％上下；患者股骨3D模型相似度較高。研究結(jié)果表明：本文提出的基于 CPD的配準(zhǔn)算法魯棒性好、精度高、復(fù)雜度低、配