专利名称：用于压力图像配准的方法、系统和设备的制作方法在医学感测设备中，使用各种传感器来捕捉读数。为了监视特定状况的进展，在特定时间之后获取附加读数，并且这些附加读数被对准以确定改变。然而，这种任务通常难以执行。从不同读数，不同日子捕捉的图像是很难的，如果不是不可能使用当前可用的技术在传感器应用的时间适当校准的话。由于所捕捉的图像中的变化，压力图像配准使得能够将传感器读数互相之间进行映射以用于进行比较和研究。配准的目标在于在两个图像之间建立对应关系，并且确定这两个图像之间的最佳变换。这两个图像(源图像和目标图像)可以来自于在不同时间处所获取的同一场景，或者来自于不同的视点。当前，伤口扫描以多种基本的方式来获取。视觉观察作为监视伤口最常用的方式容易出错，观察者容易主观，并且最终依赖于皮肤颜色。图像配准在远程感测、计算机视觉、医疗成像、天气预报等中具有应用。已经使用了各种配准技术。图I图示了现有技术配准方法10的高层流程图。在大多数配准技术中，第一个步骤是执行特征检测。特征可以是边缘、轮廓、拐角、区域等等。代表这些特征的点被称为控制点(CP)。这些特征在源图像和目标图像中均进行捕捉。区域特征的例子可以是建筑物、森林、湖泊等。更感兴趣的点区域的例子是相对于相似性规定量度的最具区别的点，小波变换的局部极值等。特征检测可以手动地或自动地执行。在块14的下一步骤中，获取两个图像中这些特征之间的对应关系。在基于特征的配准中，可以使用采用空间关系不变描述符的方法、松弛方法以及金字塔法和小波法。通过该信息，然后可以在块16处估计变换模型。该阶段估计将两个图像对准的映射函数的参数。最后，在块18，使用映射函数来变换目标图像。
由于图像捕捉中的变化，根据本发明一个方面的伤口图像配准使得能够将伤口图像扫描互相之间进行映射以用于进行比较和研究。配准的目标在于在两个图像之间建立对应关系，并且确定这两个图像之间的最佳变换。这两个图像(源图像和目标图像)可以来自于在不同时间处所获取的同一场景，或者来自于不同的视点。本发明将伤口管理图像标准化，这对于从伤口管理和监视系统中获取的数据的分析和推断至关重要。在本发明的一个方面中，除了期望的传感器数据之外，还捕捉压力信息。这创建了允许图像配准的压力图。在相同施加的压力下，无论其他传感器读数如何，压力图应保持恒 定。在另一方面中，图像配准系统包括成像设备，该成像设备配置用于获取表面的第一和第二图像(例如皮肤表面的SEM数据等)。该系统进一步包括传感器(例如压力传感器，弯曲传感器等)，该传感器配置用于获取与第一和第二图像相关的次级数据。处理器和处理器上可执行的编程被包括进来以执行下列步骤根据第一和第二图像以及与所述第一和第二图像相关的所述次级数据来计算变换模型；以及根据所述变换模型来计算所述第一和第二图像之间的图像配准。本发明的其他方面将在说明书的下列部分中进行阐述，其中详细描述的目的在于完全地公开本发明的优选实施方式，而不对其进行限制。通过参考仅作为示例目的的附图，将对本发明有更全面的理解图I是现有技术图像配准方法的概览；图2图示了根据本发明的示例性的伤口图像配准方法；图3图示了根据本发明的用于执行伤口图像配准的系统；图4图示了根据本发明的实施方式获取的压力和水分测量；图5图示了不同的两天的样本测量；图6图示了根据本发明实施方式的皮肤上的伤口贴的角度(曲线)的测量；图7是根据本发明实施方式的伤口配准方法的概览；图8图示了根据本发明实施方式的第一测量中来自弯曲传感器的信息；图9示出了适用于产生保持图8中曲线的表面的表面的结果；图10图示了根据本发明实施方式的第二测量中来自弯曲传感器的信息；图11示出了适用于产生保持图10中曲线的表面的表面的结果；以及图12A和12B分别图示了根据本发明实施方式的、确定图9和图11的表面之间的变换函数，以及在水分数据的配准过程中使用该变换函数。本发明的图像配准系统100和方法30与先前操作之间的一个显著区别在于由于伤口愈合中的变化，两个图像彼此之间显著的不同。此外，从设备50获取的压力读数有助于改进更为相关的水分图的配准。骨骼突出可以在下面描述的特征检测阶段中使用。现在参考图6，为了在骨骼突出不可用的情况下(例如患者皮肤62的弯曲表面64)执行两个不同伤口图像之间的配准，与身体上可变形贴50的形状相关的数据可以被结合进来。在此配置中，作为压力传感器的替换或者附加，传感器60可以包括弯曲/折曲传感器，以评估身体62上的贴50的定位。参考图4，弯曲传感器60可以嵌入在贴50的表面上，并且可以测量贴在如图6所示的皮肤上的弯曲部分64上的角度。可以在一个表面上使用多个弯曲传感器60。每个弯曲传感器可以覆盖表面中的贴，并且可以用于推导出该表面更准确的方程。当弯曲角度改变时，弯曲/折曲传感器60的阻抗发生改变，从而折曲传感器60的输出是应用到皮肤的垫片的弯曲或角度的测量值。 返回参考如图3中所示的方法30，通过使用骨骼突出作为控制点，来自弯曲传感器62的信息可以与来自图像配准的结果整合，或者来自弯曲传感器62的信息可用作独立的方法来执行配准。换言之，表面方程可以在配准过程中用作另一特征。从在步骤32中获取的图像，在步骤34，针对每个骨骼突出检查每个图像。在步骤36，如果找到骨骼突出，则步骤38和40是可选的。如果针对控制点没有找到骨骼突出，那么从弯曲传感器60获取数据以对贴的表面进行建模，并且在步骤38找到两个表面的表面方程。然后在步骤40执行表面转换以找到变换模型。在两个变换模型的情况下(例如压力图和表面位置)，在步骤42，二者被整合起来以获取一个变换模型。如上所解释的，即使找到了骨骼突出，那么骨骼突出也可以用作控制点以用于结合来自步骤38和40的弯曲传感器数据的计算。整合步骤42因此仅在骨骼突出控制点结合弯曲传感器器使用时才需要，并且因此，需要两个数据组的整合以获取一个变换模型。在步骤40，然后使用所获取的变换模型来执行图像配准。实验数据从没有任何骨骼突起的位置处获取两个测量，因此压力图信息不用于执行配准。在该情况中，来自弯曲传感器的信息被用于对两个测量中的表面方程进行建模在图8中以曲线绘出了第一测量中来自弯曲传感器的信息。执行表面拟合以获取保持该曲线的表面。下面的方程以5. 571006E-01的绝对误差之和来表示该表面z = a+bx0y1+cx1y0+dx1y1+ex2y0+fx2y1+gx3y0+hx3y1+ix4y0+jx4y1其中a = 2.056666666666I781E+0Ib = 4.1133333333329858E+01c = -2. 5291375289503831E-01d = -5. 0582750578638869E-01e = -3. 9761072261844288E-01f = -7. 9522144523689464E-01
g = 7.6107226108293152E-02h = I.5221445221658630E-01i = -3.4382284382742257E-03j = -6.8764568765484514E-03该表面在图9中示出。在第二测量中来自弯曲传感器的信息得到如图10所示的曲线。类似地，使用表面拟合来获取表面方程。该结果是具有根据以下方程的I. 29156205E+00的绝对误差之和的表面z = a+bx0y1+cx1y0+dx1y1+ex2y0+fx2y1+gx3y0+hx3y1+ix4y0+jx4y1 其中a = 2.6168333333318493E+01b = 5.2336666666666723E+01C = -8. 1697241646990388E+00d = -I. 6339448329396959E+01e = 2. 2407721445123507E+00f = 4. 4815442890247104E+00g = -2. 4108585858450268E-01h = -4. 8217171716900536E-01i = 9.3269230768639362E-03j = I.8653846153727872E-02该表面在图11中示出。在具有针对每个测量的表面后，在这两个表面之间找到变换函数为T，并且使用T作为如图12A和图12B中示出的水分数据的配准过程中的变换函数。在优选实施方式中，图3的方法30结合到对从连续监视设备获取的数据进行分析的伤口管理系统中。数据将在执行数据比较和分析之前通过配准系统来传递。本发明的系统和方法可以结合到在其中压力数据或者曲线数据与其他期望读数汇聚在一起的任何系统中。本发明的系统和方法可以在用于适当的伤口扫描器校准的领域中使用，并且在伤口管理和分析中允许较大的准确性。本发明的系统和方法还允许对伤口管理图像进行标准化，这对于从伤口管理和监视系统中获取的数据的分析和推断至关重要。此外，本发明的系统和方法使得能够使用智能贴系统来连续地监视和比较状况。从前文中，可以理解的是，可以参考依据根据本发明实施方式的方法和系统而执行的步骤来描述本发明。这些方法和系统可以实现为计算机程序产品。在这方面，每个步骤或者步骤的组合可以通过各种手段来实施，例如硬件、固件和/或包括一个或多个体现为计算机可读程序代码逻辑的计算机程序指令的软件。如可以理解的，任何这样的计算机程序指令可以加载到计算机中，包括但不限于通用计算机或专用计算机，或其他可编程处理设备以产生机器，从而在计算机或其他可编程处理设备上执行的计算机程序指令创建了用于实现在所述步骤中指定的功能的装置。
因此，本发明包含了用于执行指定功能的装置，用于执行指定功能的步骤的组合，以及用于执行指定功能的计算机程序指令(例如体现为计算机可读程序代码逻辑装置)。还可以理解的是，该功能可以通过执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统，或者专用硬件和计算机可读程序代码逻辑装置的组合来实现。此外，例如实现为计算机可读程序代码逻辑的这些计算机程序指令也可以存储在弓I导计算机或其他可编程处理设备来以特定方式发挥作用的计算机可读存储器中，从而存储在计算机可读存储器中的指令广生制造物品，其包括实现流程的块中所指定的功能的指令装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程处理设备中以使得在计算机或其他可编程处理设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程处理设备上执行的指令提供用于实现指定功能的步骤。从前文中，额可以理解的是，本发明可以以各种方式来实现，其包括但不限于以下内容I. 一种图像配准系统，包括成像设备，其配置用于获取表面的第一和第二图像；·传感器，其配置用于获取与所述第一和第二图像相关的次级数据；处理器；以及所述处理器上可执行的编程，用于根据第一和第二图像以及与所述第一和第二图像相关的次级数据来计算变换模型；以及根据所述变换模型来生成所述第一和第二图像之间的图像配准。2.实施例I的图像配准系统，其中所述表面包括患者皮肤；并且其中所述第一和第二图像包括次表皮水分(SEM)数据。3.实施例2的图像配准系统，其中所述传感器包括压力传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备的应用相关的压力数据。4.实施例2的图像配准系统，其中所述传感器包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。5.实施例3的图像配准系统，其中所述传感器进一步包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据进一步包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。6.实施例5的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于针对所述皮肤表面下骨骼突出检查每个图像；基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取在所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及根据所述方程来执行表面转换，以计算针对所述第一和第二图像中表面的所述变换模型。7.实施例6的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于整合所述第一和第二变换模型以获取所述变换模型。8.实施例5的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于针对所述皮肤表面下的骨骼突出检查每个图像；以及，如果找到骨骼突出，则整合所述第一和第二变换模型以获取所述变换模型。9.实施例8的图像配准系统，其中如果未找到骨骼突出，则所述编程进一步配置用于基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取针对所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及，根据所述方程来执行表面转换，以在整合所述第一和第二变化模型之前计算针对所述第一和第二图像中的表面的所述变换模型。10. 一种图像配准系统，包括处理器；以及所述处理器上可执行的编程，用于从成像设备获取表面的第一和第二图像；从传感器获取与所述第一和第二图像相关的次级数据；根据第一和第二图像以及与所述第一和第二图像相关的次级数据来计算变换模型；以及根据所述变换模型来生成所述第一和第二图像之间的图像配准。
11.实施例10的图像配准系统，其中所述表面包括患者皮肤；并且其中所述第一和第二图像包括次表皮水分(SEM)数据。
12.实施例11的图像配准系统，其中所述传感器包括压力传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备的应用相关的压力数据。
13.实施例11的图像配准系统，其中所述传感器包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。
14.实施例13的图像配准系统，其中所述传感器进一步包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据进一步包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。
15.实施例14的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于针对所述皮肤表面下的骨骼突出检查每个图像；基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取在所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及根据所述方程来执行表面转换，以计算针对所述第一和第二图像中表面的所述变换模型。
16.实施例15的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于整合所述第一和第二变换模型以获取所述变换模型。
17.实施例14的图像配准系统，其中所述编程进一步配置用于针对所述皮肤表面下的骨骼突出检查每个图像；以及，如果找到骨骼突出，则整合第一和第二变换模型以获取所述变换模型。
18.实施例17的图像配准系统，其中如果未找到骨骼突出，则所述编程进一步配置用于基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取针对所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及，根据所述方程来执行表面转换，以在整合所述第一和第二变化模型之前计算针对所述第一和第二图像中的表面的所述变换模型。
19. 一种图像配准方法，包括使用成像设备获取表面的第一和第二图像；使用传感器获取与所述第一和第二图像相关的次级数据；根据第一和第二图像以及与所述第一和第二图像相关的次级数据来计算变换模型；以及根据所述变换模型来生成所述第一和第二图像之间的图像配准。
20.实施例19的图像配准方法，其中所述表面包括患者皮肤；并且其中所述第一和第二图像包括次表皮水分(SEM)数据。
21.实施例20的图像配准方法，其中所述传感器包括压力传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备的应用相关的压力数据。
22.实施例20的图像配准方法，其中所述传感器包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。
23.实施例22的图像配准方法，其中所述传感器进一步包括弯曲传感器；并且其中所述次级数据进一步包括与所述成像设备在弯曲表面上的应用相关的弯曲数据。
24.实施例23的图像配准方法，进一步包括针对所述皮肤表面下的骨骼突出检查每个图像；基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取针对在所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及根据所述方程来执行表面转换，以计算针对所述第一和第二图像中表面的所述变换模型。
25.实施例25的图像配准方法，进一步包括针对所述皮肤表面下的骨骼突出检查每个图像；以及，如果找到骨骼突出，则整合所述第一和第二变换模型以获取所述变换模型。
26.实施例25的图像配准方法，其中如果未找到骨骼突出，则进一步包括基于所述骨骼突出来对表面特征进行建模，以获取针对所述第一和第二图像中成像的表面的表面方程；以及根据所述方程来执行表面转换，以在整合所述第一和第二变化模型之前计算针对所述第一和第二图像中的表面的所述变换模型。
尽管以上描述包含了很多细节，但这些不应当被理解为对本发明的范围构成限制，而是仅仅提供对本发明当前优选实施方式的示意。因此，需要理解的是，本发明的范围完全涵盖了对于本领域技术人员显而易见的其他实施方式，并且本发明的范围相应地不受到权利要求之外任何内容的限制，其中除非另行指出，否则单数的元素并不意图意味着“一个和仅一个”，而是意味着“一个或多个”。与上述优选实施方式等同并且对于本领域技术人员已知的所有结构、化学和功能在此通过参考引入，并且旨在于包含在本发明权利要求中。 此外，对于设备或方法而言，无需针对本发明期望解决的每一或每个问题，对于其而言将包含在本发明的权利要求中。此外，本公开中的元件、组件或者方法步骤不旨在于对于公众是专用的，而不 管所述元件、组件或方法步骤是否在权利要求中明确引用。这里的权利要求元素并不被理解为处于35. U. S. C. 112第6段下，除非该元素明确地使用短语“用于…的装置” 来表述。


一种图像配准系统和方法，由于图像捕捉中的变化，使得能够例如将伤口图像扫描的表面图像扫面互相之间进行映射以用于进行比较和研究。建立两个图像之间的对应关系，并且确定两个图像之间的最佳变换。两个图像(源图像和目标图像)来自在不同时间获取的同一场景或者来自不同视点。