专利名称：一种基于双平板的二维-三维医学图像配准方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学图像配准方法及系统，尤其涉及一种基于双平板的2D-3D(二维-三维)医学图像配准方法及系统。
背景技术：
图像引导放射治疗(IGRT)是近十年逐步发展起来的肿瘤放射治疗和肿瘤放射外科手术的最新理论和技术，是现代放射治疗的一个里程碑。IGRT通过先进的影像设备及图像处理方法对患者的病灶在治疗前和治疗中进行定位追踪，实现对肿瘤的精确放射治疗， 降低对肿瘤周边正常组织的损伤，改善病人的治疗效果。IGRT是所有现代新兴放射治疗技术的基础，如立体定向神经放射外科手术(SRS)、立体定向体部放射治疗(SBRT)、图像引导的调强放射治疗(IG-IMRT)，而图像引导是IGRT的核心技术。目前IGRT的图像引导主要采用kV级X射线成像技术或机载椎形CT(CBCT)技术。 基于X射线成像技术的图像引导技术，是通过单个或多个X射线透视图像和治疗计划CT的 2D-3D图像配准，来确定病人或肿瘤的位置，通过在治疗前移动治疗床来调整病人位置、或在治疗中调整治疗射线，实现对肿瘤的精确治疗。而基于CBCT技术的图像引导技术，是通过在线生成的CBCT和治疗计划CT的三维-三维(3D-3D)图像配准来实现治疗前的病人定位。现有的基于X射线成像技术的图像引导所采用的2D-3D图像配准方法的配准速度、配准精度和配准成功率较低，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可提高配准速度、 配准精度和配准成功率基于双平板的二维-三维医学图像配准方法及系统。为了解决上述问题，本发明提供一种基于双平板的二维-三维医学图像配准方法，该方法包括A 生成被成像体的三维图像，并分别离线生成沿第一成像平面和沿第二成像平面的平面外转角方向的第一 DRR图像库和第二 DRR图像库；B:分别在第一成像平面和第二成像平面采集被成像体的第一 X射线图像和第二 X 射线图像；C 以离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，得到第一 X射线图像的参数估算结果；并以离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，得到第二 X射线图像的参数估算结果；D 以第一 X射线图像的最新参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR图像库；并以第二 X射线图像的最新参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR图像库；F 以最新在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算； 并以最新在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算。此外，在所述步骤B和C之间，还包括如下步骤Bl 以所述离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为参考，对所述第一 X射线图像进行图像加强；并以所述离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为参考，对所述第二 X 射线图像进行图像加强。此外，在所述步骤F之后还包括如下步骤G 判断是否已满足参数估算精度要求，如果未满足，则重复执行步骤D及后续步
马聚ο此外，所述步骤G中，如果判定已满足参数估算精度要求，则执行如下步骤H 计算参数估算结果所对应的质量保证参数，并对其进行检验，如果检验通过，则输出图像配准结果。此外，采用如下方式离线生成所述第一 DRR图像库AOl 设定包含M01个不同的平面外转角参数Φχ1和^^个不同的平面外转角参数Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1(υ，Φ^α)) ；Φχ1( )和Φηο·)分别满足Φχ1—
L[o] ( Φχ1( ) ( Φχ1—Η[ο]，Φ^[Ο] ( Φηα) ( Φη_Η[ο]；Α02 对每一(Φχ1( )，Φ yl(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含M01X^11 个DRR图像的第一 DRR图像库；步骤AOl 和 A02 中，i = 1，2，· · ·，Mtll ； j = 1,2,. .. ,N01 ； M01, N01 为大于 1 的整数； φχ1』
和Φχ1Η
分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数φχ1(υ的取值范围的下限和上限；和Φ- JO]分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数Φ-(」)的取值范围的下限和上限；采用如下方式离线生成所述第二 DRR图像库All 设定包含M02个不同的平面外转角参数Φx2和^^个不同的平面外转角参数Φ 2的不同平面夕卜转角参数组合(Φχ2( ), Φ,2 )) ；Φχ2( )和Φ,2 )分另U满足Φχ2— L[o] ( Φχ2( ) ( Φχ2—Η[ο]，Φ^[ο] ( Φ,2 ) ( Φ,2 Η[ο]；Α12 :对每一(Φχ2⑴，Φ y2(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mtl2 X Ntl2 个DRR图像的第二 DRR图像库；步骤All 和 A12 中，i = 1，2，· · ·，Mtl2 ； j = 1,2,. .. ,N02 ； M02, N02 为大于 1 的整数； φχ2^
和Φχ2 Η
分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数φχ2(υ的取值范围的下限和上限；和Cj5y2 JO]分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数Φ 2(」)的取值范围的下限和上限。此外，采用如下方式第k次在线生成第一 DRR图像库DOl 设定包含Mkl个不同的平面外转角^d个不同的平面外转角Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1( ), Φη )) ；Φχ1( )禾Ρ Φη )分另U满足
cK1L[k] ( Φχ1( ) ( Φχ1Ηω, Φ^Μ ( Φ^α) ( Φη_Ηω ；D02 :对每一(Φχ1⑴，Φ yl(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mkl X Nkl 个DRR图像的第一 DRR图像库；步骤DOl 和 D02 中，i = 1，2，· · ·，Mkl ； j = 1,2,. .. ,Nkl ；Mkl, Nkl 为大于 1 的整数； Φχ1—Jk]和Φχ1—H[k]分别表示第k次在线生成第一 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ1( ) 的取值范围的下限和上限；Φ^ω和Cj5yl H[k]分别表示第k次在线生成第一 DRR图像库时，平面外转角参数的取值范围的下限和上限；采用如下方式第k次在线生成第二 DRR图像库Dll 设定包含Mk2个不同的平面外转角Φχ2和^^个不同的平面外转角Φ 2 的不同平面外转角参数组合(Φχ2(υ，Φ,2α)) ；Φχ2( )和Φ 2(」)分别满足Φχ2—
L[k] ( φχ2( ) ( Φχ2_Ηω, Φ^ω ( Φ,2α) ( φ,2_η[ ；D12 :对每一(Φχ2( )，Φy2(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mk2X^t2 个DRR图像的第二 DRR图像库；步骤Dll 和 D12 中，i = 1，2，· · ·，Mk2 ； j = 1,2,. .. ,Nk2 ；Mk2, Nk2 为大于 1 的整数； Φχ2^[ 和Φχ2ΗΜ分别表示第k次在线生成第二DRR图像库时，平面外转角参数Φχ2(υ 的取值范围的下限和上限；Jk]和Φ 2 H[k]分别表示第k次在线生成第二 DRR图像库时，平面外转角参数的取值范围的下限和上限。此外，Φxl L[k]、Φ χ1 Η [k]、Φ yLL [k]和 Φ yl Η [k]分别满足Φχ1』k] > Φχ1』1 -1]；Φχ1ΗΜ < Φχ1Η[1 -1]；> (tyl L[k-l]，Φη_ΗΜ <；φ χ2 L[k]、Φ χ2 Η [k]、Φ y2 L[k]和 Φ y2 Η [k]分别满足Φχ2 #] > Φχ2—Jk-I]；Φχ2 Η[ < Φχ2 Η^-1]；Φ 2—Jk] > Φ 2—Jk-I]；< Φ 2 Η[1 -1]。此外，离线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1(υ之间的差值为Δ Φχ1
,# Φ^Ο) 之间的差值为Δ φ^
；第k次在线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1(υ之间的差值为 Δ Φχ1&]，各Φ-(j)之间的差值为Δ ΦηΜ ；Δ φχ ω 和 Acj5yJk]分另 Ij 满足Δφχ1[1 ] < Δ Φχ1[^1] ； Δ φ yl [k]
<Δ Cj5yJk-I]；离线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2(υ之间的差值为Δ Φχ2
,# c^y2(j)之间的差值为Δ Φ 2
；第k次在线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2(υ之间的差值为Δ φχ2ω, 各φ 2 ·)之间的差值为Δ Cj5yJk]；Acj5yJk]和 Acj5yJk]分另 Ij 满足Δφχ2[1 ] < Δ Φχ2[^1] ； Δ φ y2 [k]
<Δ <jiyJk-l]。此外，步骤C中，采用如下方式对第一 X射线图像和第二 X射线图像的平面内平移参数进行估算
COl 在DRR图像上确定优化配准窗口 ；C02 根据确定的优化配准窗口对平面内平移参数进行估算。此外，采用如下方式在DRR图像上确定优化配准窗口 COll 在DRR图像的感兴趣区内的不同位置确定多个尺寸小于感兴趣区的配准窗 Π ；C012 分别计算多个配准窗口内图像的梯度值并相加，得到各配准窗口的梯度相加值；C013 选取梯度相加值大的一个或多个配准窗口作为优化配准窗口。此外，步骤G中，采用如下方式之一判断是否已满足参数估算精度要求方式一判断在线生成第一 DRR图像库和第二 DRR图像库的次数k是否等于预先设定的值N，如果k = N，则判定已满足参数估算精度要求；如果k < N，则判定未满足参数估算精度要求；方式二 判断本次估算的参数值与上一次估算的相应参数值的差值是否小于预先设定的参数差值，如果小于，则判定已满足参数估算精度要求；否则，判定未满足参数估算精度要求；所述参数值包括以下一种或多种第一X射线图像的平面内平移参数，第一X射线图像的平面内转角参数，第一 X射线图像的平面外转角参数，第二 X射线图像的平面内平移参数，第二 X射线图像的平面内转角参数，第二 X射线图像的平面外转角参数。此外，被成像体所对的所述第一成像平面与所述第二成像平面之间的夹角为 180° -2 α ；其中，α大于等于25°且小于等于；35°。本发明还提供一种二维-三维医学图像配准系统，包含第一 X射线图像采集单元，第二 X射线图像采集单元，三维图像生成单元，该系统还包含DRR图像库生成单元，图像配准单元；其中所述三维图像生成单元，用于生成被成像体的三维图像，并将其输出至DRR图像库生成单元；所述DRR图像库生成单元，用于根据接收到的三维图像分别离线生成沿第一 X射线图像采集单元的第一成像平面和沿第二X射线图像采集单元的第二成像平面的平面外转角方向的第一 DRR图像库和第二 DRR图像库，并输出离线生成的第一 DRR图像库和第二 DRR图像库中包含的DRR图像；所述第一 X射线图像采集单元，用于在第一成像平面采集并输出被成像体的第一 X射线图像；所述第二 X射线图像采集单元，用于在第二成像平面采集并输出被成像体的第二 X射线图像；所述图像配准单元，用于将接收到的第一 X射线图像作为被配准图像，以接收到的离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述图像配准单元，还用于将接收到的第二 X射线图像作为被配准图像，以接收到的离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述DRR图像库生成单元，还用于以接收到的第一 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述DRR图像库生成单元，还用于以接收到的第二 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述图像配准单元，还用于以接收到的在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述图像配准单元，还用于以接收到的在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果。此外，所述系统中还包含图像加强单元；所述图像加强单元，用于接收所述第一 X射线图像采集单元输出的第一 X射线图像，并以接收到的离线生成的第一 DRR图像库中包含的DRR图像为参考，对第一 X射线图像进行图像加强，并将加强后的第一 X射线图像输出至所述图像配准单元；所述图像加强单元，还用于接收所述第二 X射线图像采集单元输出的第二 X射线图像，并以接收到的离线生成的第二 DRR图像库中包含的DRR图像为参考，对第二 X射线图像进行图像加强，并将加强后的第二 X射线图像输出至所述图像配准单元。此外，所述图像配准单元，还用于判断是否已满足参数估算精度要求，如果未满足，则所述图像配准单元和所述DRR图像库生成单元重复执行如下操作，直至所述图像配准单元判定满足参数估算精度要求所述图像配准单元将第一 X射线图像的参数估算结果和第二 X射线图像的参数估算结果输出至所述DRR图像库生成单元；所述DRR图像库生成单元以接收到的第一X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元，并以接收到的第二 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述图像配准单元以接收到的在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并以接收到的在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算；所述图像配准单元判断是否已满足参数估算精度要求。此外，所述系统中还包含质量保证参数检验单元；所述图像配准单元在判定已满足参数估算精度要求后，还用于将参数估算结果输出至所述质量保证参数检验单元；
所述质量保证参数检验单元，用于计算接收到的参数估算结果所对应的质量保证参数，并对其进行检验，如果检验通过，则输出图像配准结果。此外，所述DRR图像库生成单元采用如下方式离线生成第一 DRR图像库AOl 设定包含M01个不同的平面外转角参数Φχ1和^^个不同的平面外转角参数Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1(υ，Φ^α)) ；Φη( )和Φηο·)分别满足Φχ1—
L[o] ( Φχ1( ) ( Φχ1—Η[ο]，Φ^[Ο] ( Φηα) ( Φη_Η[ο]；Α02 对每一(Φχ1( )，Φ yl(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含M01X^11 个DRR图像的第一 DRR图像库；AOl 和 A02 中，i = 1，2，· · ·，M01 ； j = 1,2, ... ,N01 ； M01, N01 为大于 1 的整数；Φχ1 L
和Φχ1Η
分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；Φ“
和Φη ι^0]分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数 Φη )的取值范围的下限和上限；所述DRR图像库生成单元采用如下方式离线生成第二 DRR图像库All 设定包含M02个不同的平面外转角参数Φχ2和^^个不同的平面外转角参数Φ 2的不同平面外转角参数组合(Φχ2(υ，Φ,2α)) ；Φχ2( )和分别满足Φχ2—
L[o] ( Φχ2( ) ( Φχ2—Η[ο]，Φ^[Ο] ( Φ,2α) ( Φ,2 Η[Ο]；Α12 :对每一(Φχ2⑴，Φ y2(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mtl2 X Ntl2 个DRR图像的第二 DRR图像库；All 和 A12 中，i = 1，2，· · ·，M02 ； j = 1,2, ... ,N02 ； M02, N02 为大于 1 的整数；Φχ2 L
和Φχ2 Η
分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Φ#
和Φ- JO]分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数 Φ,2 )的取值范围的下限和上限。此外，所述DRR图像库生成单元采用如下方式第k次在线生成第一 DRR图像库DOl 设定包含Mkl个不同的平面外转角^d个不同的平面外转角Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1( ), Φη )) ；Φχ1( )禾Ρ Φη )分另U满足cK1L[k] ^ Φχ1( ) ^ Φχ1Ηω, Φ^Μ ^ Φ^α) ^ Φη_Ηω ；D02 :对每一(Φχ1⑴，Φ yl(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mkl X Nkl 个DRR图像的第一 DRR图像库；DOl 和 D02 中，i = 1，2，· · ·，Mkl ； j = 1,2, ... ,Nkl ；Mkl, Nkl 为大于 1 的整数；Φχ1 L[k]和Φχ1Η[ 分别表示第k次在线生成第一 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；和Φ-H[k]分别表示第k次在线生成第一DRR图像库时， 平面外转角参数6yl(j)的取值范围的下限和上限；所述DRR图像库生成单元采用如下方式第k次在线生成第二 DRR图像库Dll 设定包含Mk2个不同的平面外转角Φχ2和^^个不同的平面外转角Φ 2 的不同平面外转角参数组合(Φχ2(υ，Φ,2α)) ；Φχ2( )和Φ 2(」)分别满足Φχ2—
L[k] ( φχ2( ) ( Φχ2_Ηω, Φ^ω ( Φ,2α) ( φ,2_η[ ；D12 :对每一(Φχ2( )，Φy2(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mk2X^t2 个DRR图像的第二 DRR图像库；Dll 和 D12 中，i = 1，2，· · ·，Mk2 ； j = 1,2, ... ,Nk2 ；Mk2, Nk2 为大于 1 的整数；Φχ2L[k]和Φχ2 Η[ 分别表示第k次在线生成第二 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Φ 2—Jk]和Φ 2 H[k]分别表示第k次在线生成第二DRR图像库时， 平面外转角参数6y2(j)的取值范围的下限和上限。此外，φxl L[k]、Φ χ1 Η [k]、Φ yLL [k]和 Φ yl Η [k]分别满足Φχ1 Jk] > Φχ1 [1 -1]；Φχ1ΗΜ < Φχ1—Jk-i]；> Φ^^-Ι],Φη_ΗΜ <； φ χ2 L [k]、Φ χ2 H [k]、Φ y2 L [k]和 Φ y2 H [k]分别满足Φχ2』&] > Φχ2—Jk-I]；Φχ2 Η[^ < Φχ2 Η^-1]；Φ 2—Jk] > Φ 2—Jk-I]；Φ,2 Ηω <此外，所述DRR图像库生成单元离线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1( )之间的差值为Δ Φχ1
,# Φ-(j)之间的差值为Δ φ^
；第k次在线生成第一 DRR图像库时，各 Φχ1( )之间的差值为Δ Φχ1&]，各Φ-(j)之间的差值为Δ Cj5yJk]；Δ φχ ω 和 Acj5ylDi]分另Ij 满足Δφχ1[1 ] < Δ φχ10 -1] ;Δ Cj5yl[k]
<Δ Cj5yJk-I]；所述DRR图像库生成单元离线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2( )之间的差值为Δ Φχ2
,# Φ,2 )之间的差值为Δ Φ 2
；第k次在线生成第二 DRR图像库时，各 Φχ2( )之间的差值为Δ Φχ2&]，各Φ 2 (j)之间的差值为Δ Cj5yJk]；Δ φχ2[^ 和 Acj5yJk]分另 Ij 满足Δφχ2[1 ] < Δ Φχ2[^1] ； Δ φ y2 [k]
<Δ <jiyJk-l]。此外，所述图像配准单元采用如下方式对第一 X射线图像和第二 X射线图像的平面内平移参数进行估算在DRR图像上确定优化配准窗口 ；根据确定的优化配准窗口对平面内平移参数进行估算。此外，所述图像配准单元采用如下方式在DRR图像上确定优化配准窗口 在DRR图像的感兴趣区内的不同位置确定多个尺寸小于感兴趣区的配准窗口 ；分别计算多个配准窗口内图像的梯度值并相加，得到各配准窗口的梯度相加值；选取梯度相加值大的一个或多个配准窗口作为优化配准窗口。此外，所述图像配准单元采用如下方式之一判断是否已满足参数估算精度要求方式一判断在线生成第一 DRR图像库和第二 DRR图像库的次数k是否等于预先设定的值N，如果k = N，则判定已满足参数估算精度要求；如果k < N，则判定未满足参数估算精度要求；方式二 判断本次估算的参数值与上一次估算的相应参数值的差值是否小于预先设定的参数差值，如果小于，则判定已满足参数估算精度要求；否则，判定未满足参数估算精度要求；所述参数值包括以下一种或多种第一X射线图像的平面内平移参数，第一X射线图像的平面内转角参数，第一 X射线图像的平面外转角参数，第二 X射线图像的平面内平移参数，第二 X射线图像的平面内转角参数，第二 X射线图像的平面外转角参数。此外，被成像体所对的所述第一成像平面与所述第二成像平面之间的夹角为 180° -2 α ；其中，α大于等于25°且小于等于；35°。综上所述，本发明基于双平板的的医学图像配准方法及系统采用X射线成像技术、基于体内解剖特征进行2D-3D医学图像配准，通过将两个在不同平板实时采集的二维X 射线图像分别与离线和在线生成的DRR图像库进行对比，进行位置参数的估算，得到分别与两个平板的成像平面相对应的参数估算结果，并将其转换为一个三维的位置参数估算结果，最终确定病人的病灶在三维扫描时和放射治疗时的位置偏差，从而引导放射治疗系统调整病人位置，达到对肿瘤进行精确地放射治疗的效果。在图像引导放射治疗中，本方法可应用于颅脑、脊椎、肺、肝等部位的肿瘤定位和追踪。由于本发明基于双平板的医学图像配准方法及系统基于沿平面外转角方向离线和在线生成的DRR图像库分别对平面内平移、平面内转角和平面外转角进行估算，降低了图像配准的复杂度，提高了配准速度、配准精度和配准的成功率。
图1描述了采用本发明的二维-三维医学图像配准方法的DR(数字投影)双平板图像引导系统的成像几何及坐标系；图2描述了 DR双平板图像引导系统的一种具体的实现结构；图3描述了 DR双平板图像引导系统中的两个单平板坐标系；图4是本发明应用于双平板图像引导系统的二维-三维医学图像配准方法流程图；图5为本发明在基准DRR图像上确定多个优化配准窗口的示意图；图6为本发明基于双平板的二维-三维医学图像配准系统的结构示意图。
具体实施例方式本发明的核心是，生成沿第一成像平面的平面外转角方向的第一 DRR图像库和沿第二成像平面的平面外转角方向的第二 DRR图像库；以第一成像平面的第一 X射线图像作为被配准图像，第一 DRR图像库中的DRR图像作为基准图像分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、平面内转角参数和平面外转角参数进行估算；以第二成像平面的第二 X射线图像作为被配准图像，第二 DRR图像库中的DRR图像作为基准图像分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、平面内转角参数和平面外转角参数进行估算；根据第一 X射线图像和第二 X射线图像的各参数估算结果得到图像配准结果。首先对本发明涉及的X射线成像几何与坐标系，以及DR双平板图像引导系统的具体实现结构进行描述。图1描述了采用本发明的二维-三维医学图像配准方法的DR双平板图像引导系统的成像几何及坐标系；图2描述了上述DR双平板图像引导系统的一种具体的实现结构； 图3描述了上述DR双平板图像引导系统中的两个单平板坐标系。如图1所示，第一 X射线源发射的X射线穿透三维被成像体(病人)，在二维的第一成像平面上产生一个透视图像，该透视图像称为第一 X射线图像；第二 X射线源发射的X射线穿透三维被成像体(病人)，在二维的第二成像平面上产生一个透视图像，该透视图像称为第二 X射线图像。图1中，Osl和Os2分别表示第一 X射线源和第二 X射线源的中心坐标点，Opl和Op2 分别表示第一成像平面和第二成像平面的中心；三维坐标系(oxyz)为病人坐标系，病人位置由六个参数来描述，包括三个平移参数(X，1，ζ)和三个转角参数(Φχ，Φ,, Φζ)。2D-3D 图像配准就是使用两个X射线图像和一个三维图像(例如，CT图像)找到病人位置变化的六个参数(χ，y，ζ, Φχ，Φ,, Φζ)。如图1所示，第一 X射线源的中心Osl到第一成像平面的垂直线与第二 X射线源的中心Os2到第二成像平面的垂直线之间的夹角为2 α ；也就是说，第一成像平面与第二成像平面之间的夹角(三维被成像体所对的夹角)为180° -2 α。在将本发明应用于针对肺部等器官肿瘤的引导放射治疗时，可以将α值设定为大于等于25°且小于等于35°，以便得到更好的治疗效果；优选地，α =30°。图3中虚线的左右两侧分别描述了第一 X射线源和第一成像平面所对应的平板1 的三维坐标系(olXlylZl)、成像平面二维坐标系(oplxplypl)，以及第二 X射线源和第二成像平面所对应的平板2的三维坐标系(02x2y2z2)、成像平面二维坐标系(op#p2yp2)。在每一个成像平面上，病人位置的变化由五个参数来描述两个平面内平移参数Ov yp)，平面内转角参数Φ2和两个平面外转角参数(Φχ，Φ,)。本发明通过分别对平板1和平板2进行单平板2D-3D图像配准(S卩，使用单个X 射线图像和与其对应的由三维CT图像或MRI图像生成的DRR图像库进行图像配准)，分别确定平板1和平板2的五个病人位置变化参数(xpl, ypl, Φζ1，Φχ1，Φη)和Up2，yp2, Φζ2， Φχ2，Φ 2)。(χ, y, ζ, Φχ，Φ” Φζ)与(χρ1, ypl, Φζ1, Φχ1, Φη)禾口 (Φρ2, yp2, Φζ2，Φχ2，Φ 2)的关系可以由以下公式确定
权利要求
1.一种二维-三维医学图像配准方法，其特征在于，该方法包括A 生成被成像体的三维图像，并分别离线生成沿第一成像平面和沿第二成像平面的平面外转角方向的第一 DRR图像库和第二 DRR图像库；B:分别在第一成像平面和第二成像平面采集被成像体的第一 X射线图像和第二 X射线图像；C 以离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，得到第一 X射线图像的参数估算结果；并以离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，得到第二 X射线图像的参数估算结果；D 以第一X射线图像的最新参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR图像库；并以第二 X射线图像的最新参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR图像库；F 以最新在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算；并以最新在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 在所述步骤B和C之间，还包括如下步骤Bl 以所述离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为参考，对所述第一 X射线图像进行图像加强；并以所述离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为参考，对所述第二 X射线图像进行图像加强。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 在所述步骤F之后还包括如下步骤G 判断是否已满足参数估算精度要求，如果未满足，则重复执行步骤D及后续步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤G中，如果判定已满足参数估算精度要求，则执行如下步骤 H 计算参数估算结果所对应的质量保证参数，并对其进行检验，如果检验通过，则输出图像配准结果。
5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于， 采用如下方式离线生成所述第一 DRR图像库AOl 设定包含Mtll个不同的平面外转角参数Φχ1和^α个不同的平面外转角参数 Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1(υ，Φ^ )) ；Φχ1( )和分别满足Φχ1— L
( Φχ1( ) ( Φχ1—Η
，Φ^
( ΦηΟ) ( Φη_Η
；Α02:对每一(Φχ1( )，Cj5yl (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mtllχ^11ADRR 图像的第一 DRR图像库；步骤 AOl 和 A02 中，i = 1，2，· · ·，M01 ； j = 1,2,. .. ,N01 ； M01, N01 为大于 1 的整数；Φχ1 L
和Φχ1Η
分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；Φ“
和Φη ι^0]分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数 Φη )的取值范围的下限和上限；采用如下方式离线生成所述第二 DRR图像库All 设定包含Mtl2个不同的平面外转角参数Φχ2和^^个不同的平面外转角参数的不同平面外转角参数组合(Φχ2(υ，Φ,2 )) ； Φχ2( )和分别满足Φχ2— L
( φχ2( ) ( φχ2—Η
，Φ^
( Φ,2 ) ( Φ,2 Η
；Α12:对每一(Φχ2( )，φ 2 (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含μ。2χ^12ADRR 图像的第二 DRR图像库；步骤 All 和 A12 中，i = 1，2，· · ·，M。2 ； j = 1,2,. .. ,N02 ； M02, N02 为大于 1 的整数；Φχ2— L
和Φχ2 Η
分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Φ#
和Φ- JO]分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数 Φ,2 )的取值范围的下限和上限。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用如下方式第k次在线生成第一 DRR图像库DOl 设定包含Mkl个不同的平面外转角^d个不同的平面外转角Φη的不同平面夕卜转角参数组合(Φχ1( ), Φη )) ；Φχ1( )禾口 Φ- ·)分另Uii足φχ1—^ Φχ1( ) ^ Φχ1_Ηω, Φ^ω ^ Φηα) ^ ；D02 :对每一(φχ1( )，φ-(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含MklX^d个DRR 图像的第一 DRR图像库；步骤 DOl 和 D02 中，i = 1，2，· · ·，Mkl ； j = 1,2,. .. ,Nkl ；Mkl, Nkl 为大于 1 的整数；Φχ1 L[k]和Φχ1Η[ 分别表示第k次在线生成第一 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；和Φ-H[k]分别表示第k次在线生成第一DRR图像库时， 平面外转角参数6yl(j)的取值范围的下限和上限； 采用如下方式第k次在线生成第二 DRR图像库Dll 设定包含Mk2个不同的平面外转角Φx2和^^个不同的平面外转角Φy2的不同平面外转角参数组合(Φx2(i)，Φy2(j)) ； Φχ2⑴和Φy2(j)分别满足Φx2_L[k]彡Φx2(i)彡Φχ2 H[k]，( Φ,2α) ( Φ,2 Η[ ；D12 :对每一(φχ2( )，φ 2 (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mk2X^t2个DRR 图像的第二 DRR图像库；步骤 Dll 和 D12 中，i = 1，2，. . .，Mk2 ； j = 1,2,. .. ,Nk2 ；Mk2, Nk2 为大于 1 的整数；Φχ2 L[k]和Φχ2 Η[ 分别表示第k次在线生成第二 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Φ 2—Jk]和Φ 2 H[k]分别表示第k次在线生成第二DRR图像库时， 平面外转角参数6y2(j)的取值范围的下限和上限。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，Φχ1—jk]、Φχ1Ηω, Φ^ω 和 Φ”—Ηω 分别满足 Φχ1—Jk] > φχ1—L[k-1]；φχ _Ηω < Φχ1—H[k-i]； φ^ω > ΦιlDc_I]， < Φ”—H[k-i]；
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，离线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1(υ之间的差值为Δ Φχ1
,# Φ-(j)之间的差值为Δ φ^
；第k次在线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1( )之间的差值为Δ Φχ1&]，各 Φη )之间的差值为Δ Cj5yJk]；Δ Φχ1Μ 和 Δ Φηω 分别满足Δ Φχ1Μ < Δ Φχ1&-Ι] ； Δ φηω < Δ Φ^^-Ι]； 离线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2(υ之间的差值为Δ Φχ2
,# φ,2 )之间的差值为Δ Φ 2
；第k次在线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2(υ之间的差值为Δ Φχ2ω，各 Φ,2 )之间的差值为Δ Cj5yJk]；Δ φχ2Μ 和 Δ分别满足
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，采用如下方式对第一 X射线图像和第二 X射线图像的平面内平移参数进行估算COl 在DRR图像上确定优化配准窗口 ；C02 根据确定的优化配准窗口对平面内平移参数进行估算。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用如下方式在DRR图像上确定优化配准窗口 COll 在DRR图像的感兴趣区内的不同位置确定多个尺寸小于感兴趣区的配准窗口 ； C012 分别计算多个配准窗口内图像的梯度值并相加，得到各配准窗口的梯度相加值；C013 选取梯度相加值大的一个或多个配准窗口作为优化配准窗口。
11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤G中，采用如下方式之一判断是否已满足参数估算精度要求 方式一判断在线生成第一 DRR图像库和第二 DRR图像库的次数k是否等于预先设定的值N，如果k = N，则判定已满足参数估算精度要求；如果k < N，则判定未满足参数估算精度要求；方式二 判断本次估算的参数值与上一次估算的相应参数值的差值是否小于预先设定的参数差值，如果小于，则判定已满足参数估算精度要求；否则，判定未满足参数估算精度要求；所述参数值包括以下一种或多种第一 X射线图像的平面内平移参数，第一 X射线图像的平面内转角参数，第一 X射线图像的平面外转角参数，第二 X射线图像的平面内平移参数，第二 X射线图像的平面内转角参数，第二 X射线图像的平面外转角参数。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被成像体所对的所述第一成像平面与所述第二成像平面之间的夹角为180° -2α ；其中，α大于等于25°且小于等于35°。
13.一种二维-三维医学图像配准系统，包含第一 X射线图像采集单元，第二 X射线图像采集单元，三维图像生成单元，其特征在于，该系统还包含DRR图像库生成单元，图像配准单元；其中所述三维图像生成单元，用于生成被成像体的三维图像，并将其输出至DRR图像库生成单元；所述DRR图像库生成单元，用于根据接收到的三维图像分别离线生成沿第一 X射线图像采集单元的第一成像平面和沿第二X射线图像采集单元的第二成像平面的平面外转角方向的第一 DRR图像库和第二 DRR图像库，并输出离线生成的第一 DRR图像库和第二 DRR 图像库中包含的DRR图像；所述第一 X射线图像采集单元，用于在第一成像平面采集并输出被成像体的第一 X射线图像；所述第二 X射线图像采集单元，用于在第二成像平面采集并输出被成像体的第二 X射线图像；所述图像配准单元，用于将接收到的第一 X射线图像作为被配准图像，以接收到的离线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述图像配准单元，还用于将接收到的第二 X射线图像作为被配准图像，以接收到的离线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述DRR图像库生成单元，还用于以接收到的第一 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR 图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述DRR图像库生成单元，还用于以接收到的第二 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR 图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述图像配准单元，还用于以接收到的在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果；所述图像配准单元，还用于以接收到的在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并输出参数估算结果。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于， 所述系统中还包含图像加强单元；所述图像加强单元，用于接收所述第一 X射线图像采集单元输出的第一 X射线图像，并以接收到的离线生成的第一 DRR图像库中包含的DRR图像为参考，对第一 X射线图像进行图像加强，并将加强后的第一 X射线图像输出至所述图像配准单元；所述图像加强单元，还用于接收所述第二 X射线图像采集单元输出的第二 X射线图像， 并以接收到的离线生成的第二 DRR图像库中包含的DRR图像为参考，对第二 X射线图像进行图像加强，并将加强后的第二 X射线图像输出至所述图像配准单元。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述图像配准单元，还用于判断是否已满足参数估算精度要求，如果未满足，则所述图像配准单元和所述DRR图像库生成单元重复执行如下操作，直至所述图像配准单元判定满足参数估算精度要求所述图像配准单元将第一X射线图像的参数估算结果和第二X射线图像的参数估算结果输出至所述DRR图像库生成单元；所述DRR图像库生成单元以接收到的第一X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第一成像平面的两个平面外转角方向的第一 DRR图像库， 并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元，并以接收到的第二 X射线图像的参数估算结果作为基准位置对三维图像进行调整，在线生成沿第二成像平面的两个平面外转角方向的第二 DRR图像库，并将其中包含的DRR图像输出至所述图像配准单元；所述图像配准单元以接收到的在线生成的第一 DRR图像库中的DRR图像为基准图像， 分别对第一 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算，并以接收到的在线生成的第二 DRR图像库中的DRR图像为基准图像，分别对第二 X射线图像的平面内平移参数、和/或平面内转角参数、和/或平面外转角参数的值进行估算；所述图像配准单元判断是否已满足参数估算精度要求。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于， 所述系统中还包含质量保证参数检验单元；所述图像配准单元在判定已满足参数估算精度要求后，还用于将参数估算结果输出至所述质量保证参数检验单元；所述质量保证参数检验单元，用于计算接收到的参数估算结果所对应的质量保证参数，并对其进行检验，如果检验通过，则输出图像配准结果。
17.如权利要求13或15所述的系统，其特征在于，所述DRR图像库生成单元采用如下方式离线生成第一 DRR图像库 AOl 设定包含Mtll个不同的平面外转角参数Φχ1和^α个不同的平面外转角参数 Φη的不同平面外转角参数组合(Φχ1(υ，Φ^ )) ；Φχ1( )和分别满足Φχ1— L
( Φχ1( ) ( Φχ1—Η
，Φ^
( ΦηΟ) ( Φη_Η
；Α02:对每一(Φχ1( )，Cj5yl (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mtllχ^11ADRR 图像的第一 DRR图像库；AOl 和 A02 中，i = 1,2,. . . ,M01 ； j = 1,2,. . . ,N01 ；Mtll、^11 为大于 1 的整数；Φχ1 L
和 Φχ1—H
分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；Φ- JO]和Φ-Η
分别表示离线生成第一 DRR图像库时平面外转角参数ctyl(j) 的取值范围的下限和上限；所述DRR图像库生成单元采用如下方式离线生成第二 DRR图像库All 设定包含Mtl2个不同的平面外转角参数Φχ2和^^个不同的平面外转角参数的不同平面外转角参数组合(Φχ2(υ，Φ,2 )) ； Φχ2( )和分别满足Φχ2—L[o] ( Φχ2( ) ( Φχ2—Η[ο]，Φ^[Ο] ( Φ,2α) ( Φ,2 Η[Ο]；Ai2:对每一(φχ2( )，φ 2 (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含μ。2χ^12Adrr 图像的第二 DRR图像库；All 和 A12 中，i = 1，2，· · .，M02 ；j = 1,2,. . . ,N02 ；M02、N02 为大于 1 的整数；Φχ2—L
和 Φχ2—H
分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Cty2 JO]和Φ 2 Η
分别表示离线生成第二 DRR图像库时平面外转角参数cty2(j) 的取值范围的下限和上限。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述DRR图像库生成单元采用如下方式第k次在线生成第一 DRR图像库 DOl 设定包含Mkl个不同的平面外转角^d个不同的平面外转角Φη的不同平面夕卜转角参数组合(Φχ1( ), Φη )) ；Φχ1( )禾口 Φ- ·)分另Uii足φχ1—^ Φχ1( ) ^ Φχ1_Ηω, Φ^ω ^ Φηα) ^ ；D02 :对每一(φχ1( )，φ-(j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含MklX^d个DRR 图像的第一 DRR图像库；DOl 和 D02 中，i = 1，2，. . .，Mkl ；j = 1,2, ... , Nkl ；Mkl, Nkl 为大于 1 的整数；Φχ1 L[k] 和Φχ1—H[k]分别表示第k次在线生成第一 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ1(υ的取值范围的下限和上限；Φ- Jk]和Φ-H[k]分别表示第k次在线生成第一DRR图像库时，平面外转角参数Φ-(」)的取值范围的下限和上限；所述DRR图像库生成单元采用如下方式第k次在线生成第二 DRR图像库 Dll 设定包含Mk2个不同的平面外转角Φx2和^^个不同的平面外转角Φy2的不同平面外转角参数组合(Φx2(i)，Φy2(j)) ； Φχ2⑴和Φy2(j)分别满足Φx2_L[k]彡Φx2(i)彡Φχ2 H[k]，( Φ,2α) ( Φ,2 Η[ ；D12 :对每一(φχ2( )，φ 2 (j))生成一个对应的DRR图像，从而生成包含Mk2X^t2个DRR 图像的第二 DRR图像库；Dll 和 D12 中，i = 1，2，· · ·，Mk2 ;j = 1，2，· · ·，Nk2 ；Mk2, Nk2 为大于 1 的整数；<K2L[k] 和Φχ2—H[k]分别表示第k次在线生成第二 DRR图像库时，平面外转角参数Φχ2(υ的取值范围的下限和上限；Cty2 Jk]和Φ 2 H[k]分别表示第k次在线生成第二DRR图像库时，平面外转角参数Φ 2(」)的取值范围的下限和上限。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，Φχ1—jk]、Φχ1Ηω, Φ^ω 和 Φ”—Ηω 分别满足 Φχ1—Jk] > φχ1—L[k-1]；φχ _Ηω < Φχ1—H[k-i]；Φ^ω > Φη^^-Ι],< Φ”—H[k-i]； Jk]、Φχ2_Ηω> Φ^ω 和 Φ 2—H[k]分别满足>Φχ2—L[k-1]； φχ2_Η[ < Φχ2_η^-Ι]；>L[k-1]； Φγ2_Η[ < φ 2—Jk-l]。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述DRR图像库生成单元离线生成第一 DRR图像库时，各Φχ1(υ之间的差值为 Δ Φχ10]，各Φ- ·)之间的差值为Δ φη
；第k次在线生成第一 DRR图像库时，各 φχ1( )之间的差值为Δ Φχ1&]，各Cj5yl (j)之间的差值为Δ φ^Μ ；Δ Φχ1Μ 和 Δ Φηω 分别满足Δ Φχ1Μ < Δ Φχ1&-Ι] ； Δ φηω < Δ Φ^^-Ι]； 所述DRR图像库生成单元离线生成第二 DRR图像库时，各Φχ2(υ之间的差值为 Δ cKJO]，各Φ 2 ·)之间的差值为Δ φ 2
；第k次在线生成第二 DRR图像库时，各 Φχ2( )之间的差值为Δ Φχ2&]，各Φ 2 (j)之间的差值为Δ Cj5yJk]；Δ φχ2Μ 和 Δ分别满足Δ Φχ2Μ < Δ Φχ2&-Ι] ；Δ< Δ Φ 2&-Ι]。
21.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述图像配准单元采用如下方式对第一X射线图像和第二X射线图像的平面内平移参数进行估算在DRR图像上确定优化配准窗口 ；根据确定的优化配准窗口对平面内平移参数进行估算。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述图像配准单元采用如下方式在DRR图像上确定优化配准窗口 在DRR图像的感兴趣区内的不同位置确定多个尺寸小于感兴趣区的配准窗口 ； 分别计算多个配准窗口内图像的梯度值并相加，得到各配准窗口的梯度相加值； 选取梯度相加值大的一个或多个配准窗口作为优化配准窗口。
23.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述图像配准单元采用如下方式之一判断是否已满足参数估算精度要求 方式一判断在线生成第一 DRR图像库和第二 DRR图像库的次数k是否等于预先设定的值N，如果k = N，则判定已满足参数估算精度要求；如果k < N，则判定未满足参数估算精度要求；方式二 判断本次估算的参数值与上一次估算的相应参数值的差值是否小于预先设定的参数差值，如果小于，则判定已满足参数估算精度要求；否则，判定未满足参数估算精度要求；所述参数值包括以下一种或多种第一 X射线图像的平面内平移参数，第一 X射线图像的平面内转角参数，第一 X射线图像的平面外转角参数，第二 X射线图像的平面内平移参数，第二 X射线图像的平面内转角参数，第二 X射线图像的平面外转角参数。
24.如权利要求13所述的系统，其特征在于，被成像体所对的所述第一成像平面与所述第二成像平面之间的夹角为180° -2α ；其中，α大于等于25°且小于等于35°。
全文摘要
一种基于双平板的二维-三维医学图像配准方法及系统，上述方法包括生成被成像体的三维图像，并离线生成沿第一和第二成像平面的平面外转角方向的第一和第二DRR图像库；分别在第一和第二成像平面采集被成像体的第一和第二X射线图像；分别以离线生成的第一和第二DRR图像库的DRR图像为基准图像，对第一和第二X射线图像的位置参数进行估算；分别根据第一和第二X射线图像的参数估算结果对三维图像进行调整，在线生成第一和第二DRR图像库；分别以在线生成的第一和第二DRR图像库中的DRR图像为基准图像，对第一和第二X射线图像的位置参数进行估算。采用本发明的方法及系统，可降低图像配准的复杂度，提高配准速度、精度和成功率。
文档编号G06T7/00GK102222331SQ20111012538
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者付东山 申请人:付东山