[发明专利]基于增强弹性形变的CARTO电解剖图与CT图像配准方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于增强弹性形变的CARTO电解剖图与CT图像的配准方法和装置，包括获取CARTO电解剖图与CT图像；采用刚体变换模型，以基于主轴的方法，粗配准CARTO电解剖图与CT图像；在粗配准的基础上，以距离平方和为相似性度量函数，采用增强自由形变模型和金字塔分层方法，精配准CARTO电解剖图与CT图像；将精配准形变后的CT图像叠加在CARTO电解剖图上，得到CARTO电解剖图与CT图像的最终配准图像。本发明的配准方法和装置为房颤消融手术中精确快速导航消融导管提供了保障。

主权项

一种基于增强弹性形变的CARTO电解剖图与CT图像的配准方法，其特征在于，包括：获取CARTO电解剖图与CT图像，所述CT图像是对CT原始图像进行重建分割之后获得的心房内壁的曲面图像；采用刚体变换模型，以基于主轴的方法，粗配准CARTO电解剖图与CT图像；粗配准过程中，CT图像为基准图像，CARTO电解剖图为浮动图像；在粗配准的基础上，以距离平方和为相似性度量函数，采用增强自由形变模型和金字塔分层方法，精配准CARTO电解剖图与CT图像；精配准过程中，CARTO电解剖图为基准图像，CT图像为浮动图像；将精配准形变后的CT图像叠加在CARTO电解剖图上，得到CARTO电解剖图与CT图像的最终配准图像；所述在粗配准的基础上，以距离平方和为相似性度量函数，采用增强自由形变模型和金字塔分层方法，精配准CARTO电解剖图与CT图像，具体包括：步骤A、设定控制网格分辨率M×N×O和金字塔层数s的初始值，令M＝N＝O＝3，s＝1；步骤B、对CARTO电解剖图每一个标测点R，运用迭代最近点方法寻找CT图像上与之对应的点其中，CARTO电解剖图位于空间Ω中，Ω＝{R}＝{(x,y,z)|1≤x≤X,1≤y≤Y,1≤z≤Z}；其中，X、Y和Z分别为CARTO电解剖图在空间Ω内的X轴、Y轴和Z轴方向上的最大坐标值；步骤C、构建由M×N×O个控制点均匀分布构成的控制网格P，将控制网格P覆盖在CT图像空间Γ之上；所述控制网格P具体描述如下：P＝{Pm,n,o}＝{(Pxm,n,o,Pym,n,o,Pzm,n,o)}其中，Pm,n,o0是控制点未发生形变时的空间位置；是控制点的形变量，令控制点的形变量的初始值为0；Pm,n,o是控制点发生形变后的空间位置；步骤D、以梯度下降法优化目标函数，获得每个控制点Pm,n,o的形变量然后确定形变后控制点的位置；步骤E、由形变后的控制点位置，确定覆盖其下的CT图像中各点的位置；步骤F、更新控制网格的分辨率及金字塔层数，令M＝M+1，N＝N+1，O＝O+1，s＝s+1；步骤G、循环执行步骤B至步骤F，直至s＝s阈值。