[发明专利]基于Harris角点检测的随动定位系统导针计算方法

说明书

本发明公布了一种基于Harris角点检测的随动定位系统导针计算方法，该方法仅采用结构像制作DLPFC靶区就可以实现快速、精准的导航定位，得到一种操作简便、快捷、自动化、定位精准、成本低廉的经颅磁定位用导航系统，成功解决了磁刺激定位技术问题，降低患者拍摄磁共振的成本，节约治疗师的治疗时间。相比其他定位导航技术，本发明不需要附加视觉系统和机械臂系统即可达到同样的定位效果，将精度误差控制在毫米级甚至更高，且有效避免了机械设定的误差，系统自动进行靶点计算，整个治疗过程5min内可以输出靶点坐标。

技术领域

本发明涉及一种导针计算方法，具体涉及一种基于Harris角点检测的随动定位导航系统的导针计算方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

经颅磁刺激可用于治疗抑郁症、偏瘫、失语等精神类疾病，在进行脑刺激治疗时，如何定位并找到头部正确的靶点或病灶是至关重要的，一般需要经验丰富的临床医生根据经验进行人工定位。具体操作手法如下：临床医生根据经验用拍头刺激患者头部，然后在设备上查看脉冲波，如波形不正确，则重复刺激，直到找到正确的靶点位置，但该方法操作十分繁琐，耗时费力，耽误治疗时间，且定位不精确，会增加患者的痛苦，在临床应用中十分受限。

随着技术的发展，除传统的人工定位方法外，用于治疗的经颅磁刺激系统能够依赖于视觉相机和机械臂实现定位导航，但是该导航架结构复杂、价格昂贵、不易普及。开发出的新型随动定位系统，对于功能磁共振成像技术而言，只需计算体素时间序列间的相关性即可确定磁刺激靶点，但功能磁共振成像采集方式复杂、对患者要求较高，所以其应用推广受到了一定程度的限制。结构磁共振成像采集方式具有简单的优点，但结构磁共振成像无时间序列，因此需要手动制作靶区来生成靶点，耗时费力且过度依赖于医生的技术。

鉴于上述原因，如何优化经颅定位用导航系统，解决结构磁共振成像技术中的磁刺激定位技术问题，是亟待解决的行业难题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于随动定位导航系统的导针计算方法，以实现简便、快捷、准确、低成本地解决结构磁共振成像技术中的磁刺激定位问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

基于Harris角点检测的随动定位系统导针计算方法，包括如下步骤：

S1、构建DLPFC靶区图像；

根据磁共振模板空间下的坐标生成二值球体图像，将与磁共振模板空间下的脑区图像掩膜相乘，获取两者重合的区域，即为所需靶区图像；

S2、获取中的所有角点；

逐层取DLPFC三维靶区图像的每一层进行Harris检测，得到三维的角点分布图；

S3、求取任意两个角点之间的欧几里得距离；

S4、取距离排序在前两位的角点坐标，输出距离排序在前两位的dmax1、dmax2及两个距离对应的坐标、 、和作为平面拟合的点，用于对图像的剖面拟合平面方程；

S5、拟合图像的剖面所在平面：用最小二乘法拟合步骤S4中获取的四个角点、、和坐标所在平面；

S6、计算MNI空间下的DLPFC中心点在步骤S5得到的平面上的投影点；

S7、计算得到导针：连接DLPFC中心点与投影点，即得导针。

优选地，前述步骤S1中，二值球体图像的半径为20mm。

更优选地，前述步骤S1中，得到靶区图像后，计算靶区图像的灰度值：

，

其中，表示图像中的像素在位置上的灰度值，表示图像中的像素在位置上的灰度值，表示与对应像素灰度值的乘法运算。