用于导航系统的自动初始化和配准的系统和方法与流程

技术特征：
1.一种用于图像配准的方法，包括：在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪(508)扫描器探头；采集(510)对应于所述至少一个位置的图像平面；从所述图像平面重建(512)感兴趣区域的三维体积；初始化(514)图像体积的搜索以通过采用图像平面采集期间所述扫描器探头的姿态信息以及所述扫描器探头的姿态的物理约束，确定将所述图像体积与所述三维体积配准的候选图像；并且将所述图像体积与所述三维体积配准(522)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪(508)扫描器探头包括跟踪保持为基本垂直于所述皮肤表面的超声扫描器探头。3.根据权利要求1所述的方法，其中，采集(510)对应于所述至少一个位置的图像平面包括在沿所述患者的胸骨中线的两个位置处采集图像平面。4.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述图像平面重建(512)感兴趣区域的三维体积包括采集所述感兴趣区域的图像平面以捕获所述感兴趣区域中的边界。5.根据权利要求4所述的方法，其中，配准(522)包括将所述三维体积的所述感兴趣区域中的边界与分割的图像体积的对应边界对准。6.根据权利要求1所述的方法，其中，初始化(514)图像体积的搜索包括通过采用患者定位和所述扫描器探头的姿态来约束用于所述搜索的搜索空间。7.根据权利要求1所述的方法，还包括通过选择相似性度量并且计算各图像之间的所述相似性度量来优化(516)所述图像体积与所述三维体积之间的对准。8.一种用于图像配准的方法，包括：分割(504，506)图像体积中患者的参考器官和皮肤表面图像；在沿患者皮肤表面的至少一个位置中跟踪(508)扫描器探头；采集(510)对应于所述至少一个位置和所述参考器官的图像；从图像平面重建(512)所述参考器官的三维体积；利用由图像采集期间所述扫描器探头的姿态和物理约束进行约束的初始参数值对变换矩阵进行初始化(514)，以确定所述图像体积与所述三维体积之间的变换矩阵；并且使用成本函数优化(516)所述变换矩阵以找到将所述图像体积与所述三维体积配准的坐标。9.根据权利要求8所述的方法，其中，采集(510)图像包括在沿所述患者的胸骨中线的两个位置处采集图像平面。10.根据权利要求8所述的方法，其中，重建(512)术中三维体积包括采集所述参考器官的图像以捕获所述参考器官的边界。11.根据权利要求10所述的方法，其中，优化(516)包括细化平移和旋转参数并针对所述三维体积和分割的图像体积之间的自由度使所述成本函数最小化。12.根据权利要求8所述的方法，其中，初始化(514)包括通过采用扫描器定位和相对于分割的皮肤表面图像的所述扫描器探头的姿态来约束用于所述图像体积的搜索的搜索空间。13.一种用于图像配准的系统，包括：空间可跟踪扫描器探头(122)；成像设备(130)，其被配置为采集对应于所述扫描器探头的至少一个位置的图像平面；图像处理模块(134)，其被配置为从所述图像平面重建感兴趣区域的三维体积，所述图像处理模块还被配置为对图像体积的存储模型的搜索进行初始化，以通过采用图像平面采集期间所述扫描器探头的姿态信息以及所述扫描器探头的姿态的物理约束，确定将所述图像体积与所述三维体积配准的候选图像；以及配准模块(142)，其被配置为配准所述图像体积与所述三维体积。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述图像处理模块(134)通过计算各图像之间的相似性度量优化所述图像体积与所述三维体积之间的对准。15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述扫描器探头(122)包括取向度量(408)，以定义所述扫描器探头的取向，从而使得能够使用采集图像平面的单个位置。