[发明专利]基于瓣膜对齐及概率图的心脏CT-TEE配准方法

摘要

本发明公开了一种基于瓣膜对齐及概率图的心脏CT‑TEE配准方法，主要解决现有技术中心脏CT与TEE图像由于模态差异巨大而难以配准的问题。其实现过程是：分别对CT与TEE图像进行交互式分割并引入心脏瓣膜端点位置，得到分割图像和心脏瓣膜端点位置，将瓣膜的空间位置作为先验信息；基于先验信息对CT和TEE图像进行基础配准；对CT与TEE图像进行区域增强，并对其分割图进行灰度增强，生成CT和TEE图像的概率图；基于概率图的归一化并采用基础配准的变换矩阵作为最终配准中寻优算法的初始参数，对CT和TEE图像进行最终配准。本发明能更精确实现对CT与TEE心脏图像的配准，可用于对心脏解剖结构的识别与跟踪。

主权项

1.一种基于瓣膜对齐及概率图的心脏CT‑TEE图像配准方法，包括：(1)分别对心脏CT图像I_R(x)及TEE图像I_F(x)进行交互式分割，得到CT图像I_R(x)的感兴趣区域G_R(x)和TEE图像I_F(x)的感兴趣区域G_F(x)；(2)在进行交互式分割的同时引入CT图像I_R(x)的3个心脏瓣膜端点或中点位置坐标x_1r＝(i_1r,j_1r),x_2r＝(i_2r,j_2r),x_3r＝(i_3r,j_3r)，作为CT图像的3个特征点，同时引入TEE图像I_F(x)中与CT图像I_R(x)的3个特征点对应的心脏瓣膜端点或中点位置坐标x_1f＝(i_1f,j_1f),x_2f＝(i_2f,j_2f),x_3f＝(i_3f,j_3f)，作为TEE图像的3个特征点，将CT图像的3个特征点和TEE图像的3个特征点构成3对特征点对，将这3对特征点对作为基础配准的先验信息；(3)将CT图像I_R(x)作为参考图像，将TEE图像I_F(x)作为浮动图像，基于瓣膜先验信息，对参考图像和浮动图像进行基础配准，得到基础配准的变换矩阵T₁,并得到基础配准结果S₁(x)；(4)设定CT图像I_R(x)的增强矩阵V_R(x)，分别对CT图像I_R(x)和感兴趣区域G_R(x)进行区域增强，得到增强后的CT图像I_Rh(x)和增强后的感兴趣区域G_Rh(x)，设定TEE图像I_F(x)的增强矩阵V_F(x)，分别对TEE图像I_F(x)和感兴趣区域G_F(x)进行区域增强，得到增强后的TEE图像I_Fh(x)和增强后的感兴趣区域G_Fh(x)；(5)基于区域增强后的CT图像I_Rh(x)和增强后的感兴趣区域G_Rh(x)，生成CT图像I_R(x)的概率图P_R(x)，基于区域增强后的TEE图像I_Fh(x)和增强后的感兴趣区域G_Fh(x)，生成TEE图像I_F(x)的概率图P_F(x)；(6)对(5)中生成的两个概率图P_R(x)和P_F(x)进行相似性度量，并将(3)中得到的基础配准的变换矩阵T₁作为最终配准中寻优算法的初始参数，基于概率图P_R(x)和P_F(x)的相似性对CT图像I_R(x)和TEE图像I_F(x)进行最终配准，求得变换矩阵T₂，并得到最终配准结果S₂(x)。