基于三点法和ICP算法的手术导航系统患者配准

来源期刊：东北大学学报(自然科学版)2020年第11期

论文作者：张春雷 戴丽 刘宇 李鹤

文章页码：1584 - 1590

关键词：手术导航系统;患者配准;疏密点云配准;图像点云抽样;ICP算法;

摘    要：为提升手术导航系统的患者配准精度和操作效率,提出一种将三点法与迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法相结合的配准策略.首先,定义患者配准问题,并介绍术前和术中数据获取方法;然后,以光学定位标记球心为患者空间与图像空间的共同特征,并利用三点法完成初始配准;最后,以经初始映射后的患者点云中各点为球心,建立半径为r的球形区域,并仅保留位于该区域内的图像点云以实现抽样,再利用改进ICP算法对两片点云执行精确配准.实验结果表明,采用所提方法对猪股骨和猪髂骨执行配准的平均误差分别为(0.83±0.10) mm和(0.86±0.09) mm,其精度和稳定性均优于传统ICP算法,且具备高效、易操作的特点以及潜在的临床应用价值.