一种SERF原子磁强计与头部核磁共振影像的自动配准方法技术

本发明专利技术提供一种SERF原子磁强计与头部核磁共振影像的自动配准方法，包括：基于光学扫描仪获取被试者头部的三维信息，将扫描点云分割为头盔和人脸两部分；基于FPFH描述子对头盔模型与头盔点云进行粗配准，采用ICP算法进行精配准，确定传感器在三维扫描数据上的位置和方向；基于人脸对称信息对脸部点云与头部核磁共振影像进行粗配准，采用ICP算法进行精配准，将传感器位置和方向信息转换到核磁共振影像坐标系下。本发明专利技术所实现的配准算法且具有自动化、高精度、高效率的特性，极大简化了配准流程，方便医护人员使用，推动脑磁的医学应用。推动脑磁的医学应用。推动脑磁的医学应用。

【技术实现步骤摘要】
一种SERF原子磁强计与头部核磁共振影像的自动配准方法


[0001]本专利技术涉及生物医学工程领域，具体涉及一种SERF原子磁强计与头部核磁共振影像的自动配准方法。

技术介绍

[0002]脑磁图是一种非接触功能成像技术，它通过测量头皮的神经信号进而反解脑内源活动信息，具有很高的空间分辨率和时间分辨率。由于脑磁信号极其微弱，目前采用超导量子干涉仪(superconducting quantum interference devices,SQUIDs)进行测量，但是SQUIDs需要液氦冷却导致维护成本过高，限制了其大规模推广。
[0003]近年来SERF(Spin
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Exchange Relaxation
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Free)原子磁强计的出现，使低成本、可穿戴、高灵敏度MEG成为可能。它能在常温下使用，由于体积很小而具有灵活配置的特性，可以贴近头皮放置从而获得更高的信噪比，被试为将取代SQUIDs的第二代脑磁仪器。
[0004]SERF原子磁强计可穿戴的特性是其突出的亮点，也为其与MRI的配准带来了挑战。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SERF原子磁强计与头部核磁共振影像的自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对扫描所得的原始点云进行区域生长分割，去除孤立数据点，将原始点云分割为人脸和头盔两部分，且根据表面曲率的不同去除头盔表面卡槽的点云，保证头盔点云与头盔模型基本一致；步骤2：头盔模型与头盔点云配准，首先对头盔模型和头盔点云进行下采样，分别计算FPFH描述子，采用SAC
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IA算法对其粗配准，之后采用ICP算法对其进行精匹配，完成第一次配准获得转换矩阵T1；步骤3：人脸点云与核磁共振影像配准，首先对人脸进行裁剪，使其成为对称点云，之后定位鼻尖点，并根据鼻尖点提取鼻子区域点云；同样定位MRI鼻尖点，提取鼻子区域；基于脸部对称信息对人脸点云和MRI进行粗配准，采用ICP算法对二者进行精配准，完成第二次配准获得转换矩阵T2，整个过程的转换矩阵为T＝T1*T2；MRI为头部核磁共振影像；步骤4：由于头盔为定制头盔，传感器相对于头盔的位置与方向在头盔设计过程中已知，对传感器的位置和方向做变换T,得到传感器相对于MRI的位置与方向。2.根据权利要求1所述的自动配准方法，其特征在于，所述步骤1包括：基于光学扫描仪对已佩戴头盔的被试进行扫描，获得扫描图像；由于扫描图像中的头盔点云和人脸点云并不是连通的，采用区域生长法分割出曲率不连续但点云连续的区域，因而通过区域生长分割算法将其分离；区域生长分割完成后，得到一系列点簇，选择数量最多的前两个点簇作为头盔点云和人脸点云的候选点，其中体积较大的点云视为头盔点云，体积较小的视为人脸点云。3.根据权利要求1所述的自动配准方法，其特征在于，所述步骤2包括：为降低算法复杂度，减少运算时间，首先对头盔模型和分割所得的头盔点云下采样，并计算下采样的点云的表面法线和FPFH描述子；基于SAC
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IA算法对头盔模型和头盔模型进行粗匹配，首先需要提取点云的快速点特征直方图特征，然后采用随机采样一致性算法对FPFH描述子进行匹配从而完成点云的粗匹配，使两片点云有一个良好的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁晓琳，高振峰，高阳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：