[发明专利]配准的基准标记、系统和方法

权利要求书

1.一种自动配准的方法，包括以下步骤：

获得医疗设备的图像数据，医疗设备包括布置为医疗设备上的基准框架的多个基准标记，所述基准框架包括：

(a)基准标记的至少两个集群，每个集群包括不同数量、尺寸、形状、结构或材料特性的基准标记，

(b)布置成环形形状的至少三个基准标记，其中基准标记的布置是不对称的，或者

(c)(a)和(b)的组合；

通过以下操作来检测图像数据内的基准标记对象：

对图像数据应用特征增强来增强基准标记对象，该特征增强包括基准标记的形状数据，

基于基准标记的形状数据应用特征提取来提取基准标记对象，以及

对于包括所述基准标记的至少两个集群的医疗设备的图像数据，应用聚类算法以定义基准标记对象的集群；

为每个所提取的基准标记对象或基准标记对象的每个集群定义代表点；以及

将基准标记对象与基准框架的模型进行配准，该配准步骤包括：

(a)对于包括所述基准标记的至少两个集群的医疗设备的图像数据，将每个集群的代表点与基准框架的模型进行点到点匹配，或者

(b)对于所述布置成环形形状的至少三个基准标记的图像数据，旋转该环形形状，直到基准标记对象的代表点与基准框架的模型匹配为止。

2.如权利要求1所述的方法，其中特征增强包括Hessian矩阵。

3.如权利要求2所述的方法，还包括使用Hessian矩阵的特征值来增强可能属于基准标记对象的体素。

4.如权利要求3所述的方法，其中Hessian矩阵的特征值包括方向性并且定义基准标记对象的形状信息。

5.如权利要求1所述的方法，其中特征提取包括Hough变换算法。

6.如权利要求1所述的方法，其中定义代表点包括为每个基准标记对象或基准标记对象的每个集群计算质心。

7.如权利要求1所述的方法，还包括在集群代表点与基准框架的模型的点到点匹配之后，进行每个基准标记对象的点到点匹配。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述多个基准标记是球形的。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述基准标记的至少两个集群包括每集群一个到六个之间的基准标记，并且其中每个集群具有不同数量的基准标记。

10.如权利要求1所述的方法，具有基准标记的两个到十个集群，所述基准标记的两个到十个集群包括每集群两个到六个之间的基准标记，并且每个集群内的基准标记的空间布置是不同的。

11.如权利要求10所述的方法，具有三个或四个集群。

12.如权利要求1所述的方法，包括基准标记的至少三个集群，所述基准标记的至少三个集群包括每集群一个到六个之间的基准标记，其中每个集群包括具有不同尺寸的至少一个基准标记。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述多个基准标记包括球形、长椭球形、扁椭球形、三轴椭球形、圆柱体和管中的至少三个。

14.如权利要求1所述的方法，其中医疗设备还包括：

基座，适合放在身体表面上；以及

开口，用于提供通过医疗设备对身体表面的视觉和物理访问，并且基准标记以围绕医疗设备中的开口的环形形状被布置。