體部分輪廓； 在第二X光相片中識(shí)別成像本體部分的第二本體部分輪廓； 制備從第一本體部分輪廓到X射線源的第一三維位置的第一三維本體部分投影； 制備從第二本體部分輪廓到X射線源的第二三維位置的第二三維本體部分投影； 基于第一和第二本體部分的投影，在三維參考坐標(biāo)系中創(chuàng)建成像物體的三維模型。17. 如權(quán)利要求16所示的方法，還包括： 在三維參考坐標(biāo)系中識(shí)別傾斜軸，其中所述傾斜軸在與x射線源在第一方向上的第一 位置相對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)系中的第一三維位置和與X射線源在第二方向上的第二位置相對(duì) 應(yīng)的三維坐標(biāo)系中的第二三維位置之間穿過(guò)； 識(shí)別經(jīng)過(guò)所述傾斜軸和成像本體部分在三維參考坐標(biāo)系中的第一三維投影和第二三 維投影的一個(gè)或多個(gè)相交平面； 對(duì)于每個(gè)相交平面，執(zhí)行下面步驟a)到c): a) 識(shí)別第一三維本體部分投影和第二三維本體部分投影之間的一個(gè)或多個(gè)交點(diǎn)以及 三維參考坐標(biāo)系中的所述相交平面； b) 在所述相交平面中制備連接所述交點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)多邊形； c) 在所述一個(gè)或多個(gè)多邊形中的每一個(gè)多邊形內(nèi)，制備一個(gè)或多個(gè)閉合曲線，其中所 述一個(gè)或多個(gè)閉合曲線對(duì)應(yīng)于所述成像本體部分在所述相交平面中的橫截面視圖；以及 在三維參考坐標(biāo)系中制備曲面，其連接每個(gè)閉合曲線以形成所述成像本體部分的三維 模型。18. -種創(chuàng)建物體的三維模型的方法，所述物體包括多個(gè)標(biāo)記物，所述多個(gè)標(biāo)記物沿著 所述物體以預(yù)定距離布置，所述方法包括： 接收所述物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第一方向上時(shí)的第一X光相片， 其中所述第一X光相片包含的圖像有： 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 接收所述物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第二方向上時(shí)的第二X光相片， 其中所述第二X光相片包含的圖像有： 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影之間的預(yù)定距離確定X射線源的第一三維位置以及所述物體在第一方向上相對(duì)于X射線成像儀的第一三維位置； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影之間的預(yù)定距離確定X射線源的第二三維位置以及所述物體在第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的第二三維位置； 使用多個(gè)標(biāo)記物在第一和第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的三維位置，在三維參考坐 標(biāo)系中校準(zhǔn)物體的第一三維投影和第二三維投影；以及 在三維參考坐標(biāo)系中基于物體的第一三維投影和第二三維投影創(chuàng)建所述成像物體的 三維模型。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述方法，其中所述多個(gè)標(biāo)記物包括多個(gè)接頭，所述多個(gè)支柱在 所述多個(gè)接頭處連接至至少一個(gè)固定元件。20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述方法，其中所述物體是矯形固定器。21. 如權(quán)利要求18所述方法，其中所述多個(gè)標(biāo)記物包括五個(gè)標(biāo)記物，且其中X射線源以 及所述物體的第一三維位置由下面的關(guān)系式確定：還滿足下述關(guān)系式之一：其中（x，y，z)是X射線源的坐標(biāo)，（x0，y0，z0)到（x4，y4，z4)是五個(gè)標(biāo)記物的坐標(biāo)， (X0,Y0,Z0)到（X4,Y4,Z4)是五個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影的坐標(biāo)，101，102 ，103, 104, 112, 113, 114, 123, 124, 134是五個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離； 所述X射線源以及所述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'X，'y, 'z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO,yO,zO)到（x4,y4,z4)是五個(gè)標(biāo)記物的坐 標(biāo)，（'X0, 'Y0, 'Z0)到（'X4, 'Y4, 'Z4)是五個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影的 坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 112, 113, 114, 123, 124, 134是五個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離。22.如權(quán)利要求18所述方法，其中所述多個(gè)標(biāo)記物包括四個(gè)標(biāo)記物，且其中X射線源以 及物體的第一三維位置通過(guò)下面的關(guān)系式確定：其中（x，y，z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO，yO，zO)到（x3，y3，z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐標(biāo)， (父0，￥0,20)到》3，￥3,23)是四個(gè)標(biāo)記物在第一乂光相片上的第一組投影的坐標(biāo)，101，102 ，103, 104, 112, 113, 114, 123, 124, 134是四個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離；所述X射線源以及所 述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'X，'y, 'z)是X射線源的坐標(biāo)，（x0,yO,z0)到（x3,y3,z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐 標(biāo)，（'X0, 'Y0，'Z0)到（'X3，'Y3, 'Z3)是四個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影 的坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 112, 113, 114, 123, 124, 134是四個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離。23.如權(quán)利要求18所述方法，其中所述多個(gè)標(biāo)記物包括四個(gè)標(biāo)記物，且其中X射線源以 及物體的第一三維位置通過(guò)下面的關(guān)系式確定：其中（xO,yO,zO)到（x3,y3,z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐標(biāo)，101，102, 103, 112, 113, 123 是四 個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離；所述X射線源以及所述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確 定：其中（x0,y0,zO)到（x3,y3,z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐標(biāo)，101，102, 103, 112, 113, 123 是四 個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離。24.如權(quán)利要求18所述方法，其中所述多個(gè)標(biāo)記物包括四個(gè)標(biāo)記物，且其中X射線源以 及物體的第一三維位置通過(guò)下面的關(guān)系式確定：其中（x，y，z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO，yO，zO)到（x3，y3，z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐 標(biāo)，（XO，YO，ZO)到（X3，Y3，Z3)是四個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影的坐標(biāo)， 101，102, 103, 112, 113, 123是四個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離；所述X射線源以及所述物體的 第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'X，'y, 'z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO,yO,zO)到（x3,y3,z3)是四個(gè)標(biāo)記物的坐 標(biāo)，（'X0, 'YO，'Z0)到（'X3，'Y3, 'Z3)是四個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影 的坐標(biāo)，101，102, 103, 112, 113, 123是四個(gè)標(biāo)記物之間的預(yù)定距離。25. -種創(chuàng)建物體三維模型的方法，所述物體包括有預(yù)定長(zhǎng)度的多個(gè)支柱，所述每個(gè)支 柱以預(yù)定尺寸連接到至少兩個(gè)固定元件上，所述方法包括： 接收所述物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第一方向上時(shí)的第一X光相片， 所述第一X光相片包含的圖像有： 物體，以及 具有預(yù)定長(zhǎng)度的多個(gè)支柱，其中每個(gè)支柱與至少兩個(gè)固定元件在兩個(gè)連接點(diǎn)連接，其 中兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離是預(yù)定的； 接收所述物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第二方向上時(shí)的第二X光相片， 所述第二X光相片包含的圖像有： 物體，以及 具有預(yù)定長(zhǎng)度的多個(gè)支柱，其中每個(gè)支柱與至少兩個(gè)固定元件在兩個(gè)連接點(diǎn)連接，其 中兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離是預(yù)定的； 確定多個(gè)支柱在第一X光相片上的縱軸的第一組投影； 使用所述多個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)和多個(gè)支柱在第一X光相片上的縱軸的第一組投影 之間的預(yù)定距離確定X射線源的第一三維位置以及所述物體相對(duì)于X射線成像儀的第一三 維位置； 確定多個(gè)支柱在第二X光相片上的縱軸的第二組投影； 使用所述多個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)和多個(gè)支柱在第二X光相片上的縱軸的第二組投影 之間的預(yù)定距離確定X射線源的第二三維位置以及所述物體相對(duì)于X射線成像儀的第二三 維位置； 使用多個(gè)支柱在第一和第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的三維位置，在三維參考坐標(biāo) 系中校準(zhǔn)物體的第一三維投影和第二三維投影；以及 基于物體的第一三維投影和第二三維投影，在三維參考坐標(biāo)系中創(chuàng)建所述成像物體的 三維模型。26. 如權(quán)利要求25所述方法，其中所述物體是矯形固定器。27. 如權(quán)利要求25所述方法，其中所述多個(gè)支柱包括五個(gè)支柱，且其中X射線源以及所 述物體的第一三維位置由下面的關(guān)系式確定：其中（X，y,z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO,yO,zO)到（x9,y9,z9)是十個(gè)支柱連接點(diǎn)到固定 元件的坐標(biāo)，（X0，Y0，Z0)到（X1，Y1，Z1)，…（X8，Y8，Z8)到（X9，Y9，Z9)是所述支柱在第一 X光相片上的縱軸的第一組投影的坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 106, 107, 108, 109, 112, 113, 114 ，115, 116, 117, 118, 119, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129 是五個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的 預(yù)定距離，si是未知比率，v(i-l)ix,v(i-l)iy,v(i-l)iz是所述支柱的縱軸的投影向量， 其中V(i_l)ix=Xi-X(i-l)，V(i_l)iy=Yi-Y(i-l)，V(i_l)iz=Zi-Z(i_l);所述X射線 源以及所述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'X，'y, 'z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO，yO，zO)到（x9，y9，z9)是十個(gè)支柱連接 點(diǎn)到固定元件的坐標(biāo)，（10，'丫0，'20)到（11，11，'21)，~（18，'丫8，'28)到 ('X9，'Y9, 'Z9)是所述支柱在第二X光相片上的縱軸的第二組投影的坐標(biāo)，101，102, 1 03, 104, 106, 107, 108, 109, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 123, 124, 125, 126, 127, 1 28, 129是五個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的預(yù)定距離，si是未知比率，'v(i-l)ix, 'v(i-l) iy, 'v(i-l)iz是所述支柱的縱軸的投影向量，其中'v(i-l)ix= 'Xi-'X(i-l), 'v(i-l) iy='Yi- 'Y(i_l), 'v(i_l)iz= 'Zi_'Z(i_l)〇28.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述多個(gè)支柱包括四個(gè)支柱，且其中x射線源以及所 述物體的第一三維位置由下面的關(guān)系式確定：其中（x，y，z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO，yO，zO)到（x7，y7，z7)是八個(gè)支柱連接點(diǎn)到固 定元件的坐標(biāo)，（XO，YO，ZO)到（X1，Y1，Z1)，…（X6，Y6，Z6)到（X7，Y7，Z7)是所述支柱在第 一X光相片上的縱軸的第一組投影的坐標(biāo)，（X'0，Y' 0,Z'0)到（X' 7,Y'7,Z' 7)是所述 八個(gè)支柱連接點(diǎn)在第一X光相片上的第一組投影的坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 106, 107, 112， 113, 114, 115, 116, 117, 123, 124, 125, 126, 127是四個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的預(yù)定距離， si是未知比率，v(i-l)ix,v(i-l)iy,v(i-l)iz是所述支柱的縱軸的投影向量，其中v(i-l) ix=Xi-X(i-l)，v(i-l)iy=Yi-Y(i-l)，v(i-l)iz=Zi-Z(i-l);所述X射線源以及所述 物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'x，'y，'z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO,yO,zO)到（x7,y7,z7)是八個(gè)支柱連接點(diǎn)到 固定元件的坐標(biāo)，（'XO, 'YO, 'Z0)到（'XI，'Yl，'Zl)，，"（'X6, 'Y6, 'Z6)到（'X7, 'Y7, 'Z7) 是所述支柱在第二X光相片上的縱軸的第二組投影的坐標(biāo)，（'X'0，'Y'O，'Z'0)到 ('X' 7，'Y'7，'Z' 7)是所述八個(gè)支柱連接點(diǎn)在第二X光相片上的第二組投影的坐 標(biāo)，101，102, 103, 104, 106, 107,112, 113, 114, 115,116, 117, 123, 124, 125, 126, 127 是四 個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的預(yù)定距離，si是未知比率，'v(i-l)ix, 'v(i-l)iy, 'v(i-l) iz是所述支柱的縱軸的投影向量，其中'v(i-l)ix='Xi- 'X(i-l), 'v(i-l)iy= 'Yi-'YQ-l), 'v(i-l)iz='Zi- 'Z(i-l)〇29.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述多個(gè)支柱包括四個(gè)支柱，且其中x射線源以及所 述物體的第一三維位置由下面的關(guān)系式確定：其中（如，7〇,2〇)到（以，77,27)是八個(gè)支柱連接點(diǎn)到固定元件的坐標(biāo)，101，102，103， 104, 106, 107, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 123, 124, 125, 126, 127 是所述四個(gè)支柱連接點(diǎn)之 間的預(yù)定距離；所述X射線源以及所述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（如，7〇,2〇)到（以，77,27)是八個(gè)支柱連接點(diǎn)到固定元件的坐標(biāo)，101，102，103， 104, 106, 107, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 123, 124, 125, 126, 127 是所述四個(gè)支柱的支柱連 接點(diǎn)之間的預(yù)定距離。30.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述多個(gè)支柱包括四個(gè)支柱，且其中X射線源以及所 述物體的第一三維位置由下面的關(guān)系式確定：其中（X，y,z)是x射線源的坐標(biāo)，（xO,yO,zO)到（x7,y7,z7)是八個(gè)支柱連接點(diǎn)到固定 元件的坐標(biāo)，（X0，Y0，Z0)到（X1，Y1，Z1)，…（X6，Y6，Z6)到（X7，Y7，Z7)是所述支柱在第一 X光相片上的縱軸的第一組投影的坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 106, 107, 112, 113, 114, 115, 116 ，117, 123, 124, 125, 126, 127是四個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的預(yù)定距離；所述x射線源以及 所述物體的第二三維位置通過(guò)以下關(guān)系式確定：其中（'X，'y, 'z)是X射線源的坐標(biāo)，（xO，yO，zO)到（x7，y7，z7)是八個(gè)支柱連接點(diǎn) 到固定元件的坐標(biāo)，（'X0, 'YO，'Z0)到（'XI，'Yl，'Zl)，…（X6,Y6,Z6)到（X7,Y7,Z7) 是所述支柱在第二X光相片上的縱軸的第二組投影的坐標(biāo)，101，102, 103, 104, 106, 107, 1 12, 113, 114, 115, 116, 117, 123, 124, 125, 126, 127是四個(gè)支柱的支柱連接點(diǎn)之間的預(yù)定距 離。31. -種有指令編碼的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置，其使得計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行下列步驟： 接收本體部分以及物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第一方向上時(shí)的第一X光相片，其中所述第一X光相片包含的圖像有： 本體部分， 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 接收本體部分以及物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第二方向上時(shí)的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含的圖像有： 本體部分， 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相上的第一組投影之間的預(yù)定距離確定X射 線源的第一三維位置以及所述物體在第一方向上相對(duì)于X射線成像儀的的第一三維位置； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影之間的預(yù)定距離確定X射線源的第二三維位置以及所述物體在第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的第二三維位置； 使用多個(gè)標(biāo)記物在第一和第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的三維位置在三維參考坐 標(biāo)系中校準(zhǔn)物體的第一三維投影和第二三維投影；以及 基于物體的第一三維投影和第二三維投影在三維參考坐標(biāo)系中創(chuàng)建所述成像本體部 分的三維模型。32. -段計(jì)算機(jī)代碼可操作用來(lái)使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行下列步驟： 接收本體部分以及物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第一方向上時(shí)的第一X光相片，其中所述第一X光相片包含的圖像有： 本體部分， 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 接收本體部分以及物體放置在X射線源和X射線成像儀之間的第二方向上時(shí)的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含的圖像有： 本體部分， 物體，以及 多個(gè)標(biāo)記物； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相片上的第一組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第一X光相上的第一組投影之間的預(yù)定距離確定X射 線源的第一三維位置以及所述物體在第一方向上相對(duì)于X射線成像儀的的第一三維位置； 確定多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影； 使用多個(gè)標(biāo)記物和多個(gè)標(biāo)記物在第二X光相片上的第二組投影之間的預(yù)定距離確定X射線源的第二三維位置以及所述物體在第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的第二三維位置； 使用多個(gè)標(biāo)記物在第一和第二方向上相對(duì)于X射線成像儀的三維位置在三維參考坐 標(biāo)系中校準(zhǔn)物體的第一三維投影和第二三維投影；以及 基于物體的第一三維投影和第二三維投影在三維參考坐標(biāo)系中創(chuàng)建所述成像本體部 分的三維模型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過(guò)使用包括標(biāo)記物、固定元件以及支柱的物體創(chuàng)建本體部分的三維模型的一種方法。所述方法涉及放置于x射線源和x射線成像儀之間的本體部分以及物體的第一和第二X光相片。所述方法隨后確定標(biāo)記物或支柱的投影之間的第一和第二組距離，以及使用標(biāo)記物或支柱之間的預(yù)定距離和他們的投影之間的第一和第二組距離確定x射線源以及物體相對(duì)于x射線成像儀的第一和第二三維位置。所述方法然后使用標(biāo)記物或支柱相對(duì)于x射線成像儀在兩個(gè)方向上的三維位置在三維參考坐標(biāo)系中來(lái)校準(zhǔn)物體的第一和第二三維投影。所述方法基于三維物體投影創(chuàng)建所述物體的三維模型。
【IPC分類】G06T7/00, G06T11/00
【公開號(hào)】CN105051786
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380074667
【發(fā)明人】康斯坦丁·艾維格尼維什·米科夫, 皮特·斯坦伊斯萊維什·韋堅(jiān)斯基, 亞歷山大·亞歷山多維什·莫恩科, 德米特里·亞歷山多維什·斯瓦科維, 米哈伊爾·山姆庫(kù)克, 亞歷山大·切爾卡申
【申請(qǐng)人】艾米科技有限公司, 德克薩斯蘇格蘭禮儀兒童醫(yī)院
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2013年3月15日
【公告號(hào)】WO2014142703A1