基于双平面DR的骨折股骨三维姿态估计

Authors：张斌; 孙金玮; 孙绍滨

Source：仪器仪表学报, 2013, (01): 140-146.

• 数字X光片
• 仿射ICP算法
• 2D-3D配准
• 姿态估计
• 外科手术术前诊断 digital radiographs(DR)
• affine ICP algorithm
• 2D-3D registration
• pose estimation
• preoperative diagnosis

针对骨折股骨DR缺少三维模态下空间信息的问题,提出一种基于双平面DR进行2D-3D非刚性配准的姿态估计方法,实现骨外科手术术前骨折股骨的三维可视化。本文提出的方法相比于单纯的DR或CT成像诊断方式,具有成本低、成像快、有害辐射小、精度高等优点。该方法首先利用正、侧位骨折股骨DR获得与通用模型投影轮廓的二维配准参数;然后利用基于针孔相机模型的标定法确定二维平面到三维空间的变换关系,最后将通用模型分成骨折的两段,确定每段的姿态,获得患者股骨个体化骨折姿态。实验结果为平均旋转误差小于1.5°,平均平移误差小于2 mm,配准成功率大于90%,表明该方法具有较高的精度和鲁棒性,可为骨外科手术的术前诊断及手术计划制定提供更为有效的三维影像信息。

• Institution
  哈尔滨工业大学; 哈尔滨理工大学