基于空间和阻抗的carto电解剖图与ct图像的配准方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及手术导航中图像配准技术领域，尤其涉及心房颤动（房颤）射频消融 介入手术导航中的CART0电解剖图与CT图像的配准方法和装置。
【背景技术】
[0002] 房颤是临床上最常见的心律失常，有着较高的致残率和致死率。三维标测和消融 系统CART0是治疗房颤的首选手术平台。
[0003] CART0电解剖图是消融手术中实时模拟生成的心房解剖结构图，依据医生在心房 内壁标测的若干个标测点构建。医生可以直接在CART0电解剖图上操作导管实施消融，然 而，由于模拟构建CART0电解剖图的标测点较少，导致电解剖图分辨率低，肺静脉的数目、 具体开口部分及每支肺静脉各自的分支情况等等这些复杂的解剖结构无法在电解剖图上 清晰地显示出来，医生难以准确定位并有效隔离肺静脉，致使房颤复发率高，并可能伴随肺 静脉狭窄等严重并发症，从而极大地影响消融治疗效果。
[0004] 众所周知，CT图像分辨率高，能清晰地显示上述消融靶区的复杂结构，然而，CT图 像只能在术前获得，医生不能在上面直接实施导管操作。
[0005] 配准CART0电解剖图和CT图像，可帮助实时并清楚地显示心腔和肺静脉的解剖结 构。依据两者的配准图像，医生将导管头固定在发生房颤的肺静脉前庭，在上面设定围绕左 或右侧上、下肺静脉的环状消融线；导管头释放射频电能，逐点消融，把导致房颤的纤维组 织烧掉，直至肺静脉出现与左心房无关的自律性电位。因此，CART0电解剖图和CT图像的 配准图像能够让医生从多个角度观察消融靶区的结构，从而增加消融位点的精确性，减少 手术相关并发症，缩短手术时间和X线曝光时间。
[0006] 然而，现有的CART0电解剖图和CT图像配准技术达到的配准精度均难以满足消融 导管精确导航的要求。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种房颤射频消融介入手术导航中的CART0电解剖图与 CT图像的配准方法和装置，以提高CART0电解剖图与CT图像的配准精度，为房颤消融导管 提供精确导航。
[0008] 需要说明的是，CART0电生理解剖图包括有CART0电解剖图、CART0阻抗图等； CART0阻抗图是在CART0电解剖图上叠加阻抗信息生成的，其实质是叠加了阻抗信息的 CART0电解剖图，阻抗图与电解剖图有着完全相同的空间信息。因此，配准了CART0阻抗图 与CT图像，也就是配准了CART0电解剖图与CT图像。
[0009] 为了达到上述发明目的，本发明的第一方面提出了一种CART0电解剖图与CT图像 的配准方法，包括如下步骤：
[0010] 获取CT图像和CART0电生理解剖图，所述CART0电生理解剖图包括CART0电解剖 图和CARTO阻抗图；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；所述CART0阻抗图是在CART0电解剖图上叠加阻抗信息生成的，有着与CART0电解 剖图完全相同的空间信息，同时，CART0阻抗图中的阻抗值与所述CT图像的CT值相关；
[0011] 配准所述CART0电解剖图与CT图像，得到粗配准变换；
[0012] 以所述粗配准变换作为初始变换，配准所述CART0阻抗图与CT图像，得到精配准 变换；
[0013] 依据所述精配准变换对所述CART0电解剖图作变换，将变换后的CART0电解剖图 叠加在所述CT图像上，得到最终配准的CART0电解剖图与CT图像。
[0014] 基于本发明的第一方面提出的CART0电解剖图与CT图像的配准方法，本发明同时 还提出了一种CART0电解剖图与CT图像的配准装置，包括：
[0015] 获取图像数据单元，用于获取CT图像和CART0电生理解剖图，所述CART0电生理 解剖图包括CART0电解剖图和CART0阻抗图；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；所述CART0阻抗图是在CART0电解剖图上叠加阻抗信息 生成的，有着与CART0电解剖图完全相同的空间信息，同时，CART0阻抗图中的阻抗值与所 述CT图像的CT值相关；
[0016] 粗配准单元，用于配准所述CART0电解剖图与CT图像，得到粗配准变换；
[0017] 精配准单元，用于以所述粗配准变换作为初始变换，配准所述CART0阻抗图与CT 图像，得到精配准变换；
[0018] 输出配准图像单元，用于依据所述精配准变换对所述CART0电解剖图作变换，将 变换后的CART0电解剖图叠加在所述CT图像上，得到最终配准的CART0电解剖图与CT图 像。
[0019] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0020] 相对现有技术，本发明提供的CART0电解剖图和CT图像配准方法和装置不仅利用 了CART0电解剖图所提供的空间信息，同时，也充分利用了CART0阻抗图所提供的阻抗信 息，有效克服了CART0电解剖图中标测点少、信息量不足的缺陷，使得配准精度得到很大提 高。本发明最终获得的CART0电解剖图与CT图像配准精度能够满足房颤消融导管精确导 航的要求，从而保证了导管消融位点的准确性。
【附图说明】
[0021] 为了清楚地理解本发明的技术方案，下面对描述本发明【具体实施方式】时用到的附 图进行简要说明。显而易见，这些附图仅是本发明的一部分附图，本领域普通技术人员在不 付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。
[0022] 图1是本发明实施例提供的CART0电解剖图与CT图像配准方法的流程示意图；
[0023] 图2是本发明实施例提供的CART0电解剖图与CT图像粗配准过程的流程示意图；
[0024] 图3是本发明实施例提供的CART0阻抗图与CT图像精配准过程的流程示意图；
[0025] 图4是本发明实施例提供的CART0电解剖图与CT图像配准装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术手段和有益效果更加清楚完整，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】进行描述。
[0027] 在介绍本发明的【具体实施方式】之前，首先介绍CART0电生理解剖图和CT图像的生 成过程。
[0028] CART0电生理解剖图是在房颤消融手术中实时生成的。手术过程中，医生在X线电 视监控下，用一根电极导管从静脉插入左心房，导管在心腔内壁逐点标测，这样依次获得数 百个标测点，导管头采集的磁场信号返回有标测点的空间位置信息，依此构建出心腔的空 间三维结构模型，即CART0电解剖图。导管头采集的磁场信号同时还记录了心房不同部位 的阻抗大小、时间激动的早晚顺序等电生理信息，这些电生理信息以颜色变化叠加在CART0 电解剖图上，分别表现为显示阻抗信息的阻抗图、显示激动顺序信息的激动时间图等。这些 图均独立显示，统称为CART0电生理解剖图。换句话说，CART0电生理解剖图不仅包括显示 空间位置信息的CART0电解剖图，还包括显示阻抗信息的的CART0阻抗图，以及显示激动顺 序信息的CART0激动时间图等。
[0029] CT图像则是在消融手术前生成的。在进行消融手术之前，先对患者进行CT扫描， 得到CT原始图像；然后在CART0标测系统中，利用相应软件对CT原始图像进行重建分割， 得到心房内壁的曲面图像，即本发明所用CT图像。
[0030] 从上述生成CART0电生理解剖图的过程中，可以看到，CART0阻抗图和CART0电解 剖图各自独立存在，CART0阻抗图实质是叠加了阻抗信息的CART0电解剖图，两者有着完全 相同的空间解剖结构信息。因此，配准了CART0阻抗图与CT图像，也就是配准了CART0电 解剖图与CT图像，反之亦然。
[0031] 图1是本发明实施例提供的CART0电解剖图与CT图像配准方法的流程示意图。如 图1所示，该配准方法包括以下步骤：
[0032] S101、获取CT图像A和CART0电生理解剖图B，