انطباق تصاویر سی‌تی اولیه با فراصوت حین عمل به منظور تصحیح جابجایی بافت در فانتوم کبد با استفاده از الگوریتم انطباق دو مرحله‌ای

Abstract

با توجه به گسترش روز افزون استفاده از تصویربرداری فراصوت در سیستم‌های راهبری جراحی کبد، داشتن فرآیند انطباق بین تصاویر قیل و حین جراحی که از دقت و زمان کافی برخوردار باشد امری اجتناب ناپذیر است. با وجود استفاده گسترده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط¹ در روش‌های انطباق مبتنی بر ویژگی، عملکرد آن به نویز، داده‌های اضافی وو انطباق اولیه حساس است. الگوریتم انطباق مبتنی بر کالمن ²unscented که اخیرا معرفی شده است، بر مشکلات ناشی از نویز و داده‌های اضافی فائق می‌آید. الگوریتم UKF فرآیندی است که به صورت افزایشی و پی‌در‌پی نقاط را در انطباق تاثیر می‌دهد و برخلاف ICP نیازی به جمع آوری تمام نقاط برای شروع ندارد، با این وجود هزینه محاسباتی بالایی دارد. از این رو در این مطالعه رویکرد جدید دو مرحله‌ای برای انطباق پیشنهاد می‌شود. الگوریتم پیشنهادی ترکیبی از ICP و UKF است که علاه بر فائق آمدن بر محدودیت‌های ICP، بردار حالت UKF را بصورت دقیق مقداردهی می‌کند و زمان اجرای UKF را کاهش می‌دهد. الگوریتم دو مرحله‌ای بر روی دیتای گرفته شده از فانتوم تست می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی دقت الگوریتم ICPرا تا 23% و الگوریتم UKF را تا 13% در انطباق تصاویر فراصوت به سی‌تیبهبود می‌بخشد و زمان اجرای الگوریتم UKF را تا 60% کاهش می‌دهد.