基于空間和阻抗的carto電解剖圖與ct圖像的配準(zhǔn)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及手術(shù)導(dǎo)航中圖像配準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及心房顫動(dòng)（房顫）射頻消融 介入手術(shù)導(dǎo)航中的CART0電解剖圖與CT圖像的配準(zhǔn)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 房顫是臨床上最常見(jiàn)的心律失常，有著較高的致殘率和致死率。三維標(biāo)測(cè)和消融 系統(tǒng)CART0是治療房顫的首選手術(shù)平臺(tái)。
[0003] CART0電解剖圖是消融手術(shù)中實(shí)時(shí)模擬生成的心房解剖結(jié)構(gòu)圖，依據(jù)醫(yī)生在心房 內(nèi)壁標(biāo)測(cè)的若干個(gè)標(biāo)測(cè)點(diǎn)構(gòu)建。醫(yī)生可以直接在CART0電解剖圖上操作導(dǎo)管實(shí)施消融，然 而，由于模擬構(gòu)建CART0電解剖圖的標(biāo)測(cè)點(diǎn)較少，導(dǎo)致電解剖圖分辨率低，肺靜脈的數(shù)目、 具體開口部分及每支肺靜脈各自的分支情況等等這些復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)無(wú)法在電解剖圖上 清晰地顯示出來(lái)，醫(yī)生難以準(zhǔn)確定位并有效隔離肺靜脈，致使房顫復(fù)發(fā)率高，并可能伴隨肺 靜脈狹窄等嚴(yán)重并發(fā)癥，從而極大地影響消融治療效果。
[0004] 眾所周知，CT圖像分辨率高，能清晰地顯示上述消融靶區(qū)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，然而，CT圖 像只能在術(shù)前獲得，醫(yī)生不能在上面直接實(shí)施導(dǎo)管操作。
[0005] 配準(zhǔn)CART0電解剖圖和CT圖像，可幫助實(shí)時(shí)并清楚地顯示心腔和肺靜脈的解剖結(jié) 構(gòu)。依據(jù)兩者的配準(zhǔn)圖像，醫(yī)生將導(dǎo)管頭固定在發(fā)生房顫的肺靜脈前庭，在上面設(shè)定圍繞左 或右側(cè)上、下肺靜脈的環(huán)狀消融線；導(dǎo)管頭釋放射頻電能，逐點(diǎn)消融，把導(dǎo)致房顫的纖維組 織燒掉，直至肺靜脈出現(xiàn)與左心房無(wú)關(guān)的自律性電位。因此，CART0電解剖圖和CT圖像的 配準(zhǔn)圖像能夠讓醫(yī)生從多個(gè)角度觀察消融靶區(qū)的結(jié)構(gòu)，從而增加消融位點(diǎn)的精確性，減少 手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥，縮短手術(shù)時(shí)間和X線曝光時(shí)間。
[0006] 然而，現(xiàn)有的CART0電解剖圖和CT圖像配準(zhǔn)技術(shù)達(dá)到的配準(zhǔn)精度均難以滿足消融 導(dǎo)管精確導(dǎo)航的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種房顫射頻消融介入手術(shù)導(dǎo)航中的CART0電解剖圖與 CT圖像的配準(zhǔn)方法和裝置，以提高CART0電解剖圖與CT圖像的配準(zhǔn)精度，為房顫消融導(dǎo)管 提供精確導(dǎo)航。
[0008] 需要說(shuō)明的是，CART0電生理解剖圖包括有CART0電解剖圖、CART0阻抗圖等； CART0阻抗圖是在CART0電解剖圖上疊加阻抗信息生成的，其實(shí)質(zhì)是疊加了阻抗信息的 CART0電解剖圖，阻抗圖與電解剖圖有著完全相同的空間信息。因此，配準(zhǔn)了CART0阻抗圖 與CT圖像，也就是配準(zhǔn)了CART0電解剖圖與CT圖像。
[0009] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一方面提出了一種CART0電解剖圖與CT圖像 的配準(zhǔn)方法，包括如下步驟：
[0010] 獲取CT圖像和CART0電生理解剖圖，所述CART0電生理解剖圖包括CART0電解剖 圖和CARTO阻抗圖；所述CT圖像是對(duì)CT原始圖像進(jìn)行重建分割之后獲得的心房?jī)?nèi)壁的曲 面圖像；所述CART0阻抗圖是在CART0電解剖圖上疊加阻抗信息生成的，有著與CART0電解 剖圖完全相同的空間信息，同時(shí)，CART0阻抗圖中的阻抗值與所述CT圖像的CT值相關(guān)；
[0011] 配準(zhǔn)所述CART0電解剖圖與CT圖像，得到粗配準(zhǔn)變換；
[0012] 以所述粗配準(zhǔn)變換作為初始變換，配準(zhǔn)所述CART0阻抗圖與CT圖像，得到精配準(zhǔn) 變換；
[0013] 依據(jù)所述精配準(zhǔn)變換對(duì)所述CART0電解剖圖作變換，將變換后的CART0電解剖圖 疊加在所述CT圖像上，得到最終配準(zhǔn)的CART0電解剖圖與CT圖像。
[0014] 基于本發(fā)明的第一方面提出的CART0電解剖圖與CT圖像的配準(zhǔn)方法，本發(fā)明同時(shí) 還提出了一種CART0電解剖圖與CT圖像的配準(zhǔn)裝置，包括：
[0015] 獲取圖像數(shù)據(jù)單元，用于獲取CT圖像和CART0電生理解剖圖，所述CART0電生理 解剖圖包括CART0電解剖圖和CART0阻抗圖；所述CT圖像是對(duì)CT原始圖像進(jìn)行重建分割 之后獲得的心房?jī)?nèi)壁的曲面圖像；所述CART0阻抗圖是在CART0電解剖圖上疊加阻抗信息 生成的，有著與CART0電解剖圖完全相同的空間信息，同時(shí)，CART0阻抗圖中的阻抗值與所 述CT圖像的CT值相關(guān)；
[0016] 粗配準(zhǔn)單元，用于配準(zhǔn)所述CART0電解剖圖與CT圖像，得到粗配準(zhǔn)變換；
[0017] 精配準(zhǔn)單元，用于以所述粗配準(zhǔn)變換作為初始變換，配準(zhǔn)所述CART0阻抗圖與CT 圖像，得到精配準(zhǔn)變換；
[0018] 輸出配準(zhǔn)圖像單元，用于依據(jù)所述精配準(zhǔn)變換對(duì)所述CART0電解剖圖作變換，將 變換后的CART0電解剖圖疊加在所述CT圖像上，得到最終配準(zhǔn)的CART0電解剖圖與CT圖 像。
[0019] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的CART0電解剖圖和CT圖像配準(zhǔn)方法和裝置不僅利用 了CART0電解剖圖所提供的空間信息，同時(shí)，也充分利用了CART0阻抗圖所提供的阻抗信 息，有效克服了CART0電解剖圖中標(biāo)測(cè)點(diǎn)少、信息量不足的缺陷，使得配準(zhǔn)精度得到很大提 高。本發(fā)明最終獲得的CART0電解剖圖與CT圖像配準(zhǔn)精度能夠滿足房顫消融導(dǎo)管精確導(dǎo) 航的要求，從而保證了導(dǎo)管消融位點(diǎn)的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 為了清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)描述本發(fā)明【具體實(shí)施方式】時(shí)用到的附 圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。顯而易見(jiàn)，這些附圖僅是本發(fā)明的一部分附圖，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不 付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以獲得其它附圖。
[0022] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的CART0電解剖圖與CT圖像配準(zhǔn)方法的流程示意圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的CART0電解剖圖與CT圖像粗配準(zhǔn)過(guò)程的流程示意圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的CART0阻抗圖與CT圖像精配準(zhǔn)過(guò)程的流程示意圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的CART0電解剖圖與CT圖像配準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和有益效果更加清楚完整，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0027] 在介紹本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】之前，首先介紹CART0電生理解剖圖和CT圖像的生 成過(guò)程。
[0028] CART0電生理解剖圖是在房顫消融手術(shù)中實(shí)時(shí)生成的。手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)生在X線電 視監(jiān)控下，用一根電極導(dǎo)管從靜脈插入左心房，導(dǎo)管在心腔內(nèi)壁逐點(diǎn)標(biāo)測(cè)，這樣依次獲得數(shù) 百個(gè)標(biāo)測(cè)點(diǎn)，導(dǎo)管頭采集的磁場(chǎng)信號(hào)返回有標(biāo)測(cè)點(diǎn)的空間位置信息，依此構(gòu)建出心腔的空 間三維結(jié)構(gòu)模型，即CART0電解剖圖。導(dǎo)管頭采集的磁場(chǎng)信號(hào)同時(shí)還記錄了心房不同部位 的阻抗大小、時(shí)間激動(dòng)的早晚順序等電生理信息，這些電生理信息以顏色變化疊加在CART0 電解剖圖上，分別表現(xiàn)為顯示阻抗信息的阻抗圖、顯示激動(dòng)順序信息的激動(dòng)時(shí)間圖等。這些 圖均獨(dú)立顯示，統(tǒng)稱為CART0電生理解剖圖。換句話說(shuō)，CART0電生理解剖圖不僅包括顯示 空間位置信息的CART0電解剖圖，還包括顯示阻抗信息的的CART0阻抗圖，以及顯示激動(dòng)順 序信息的CART0激動(dòng)時(shí)間圖等。
[0029] CT圖像則是在消融手術(shù)前生成的。在進(jìn)行消融手術(shù)之前，先對(duì)患者進(jìn)行CT掃描， 得到CT原始圖像；然后在CART0標(biāo)測(cè)系統(tǒng)中，利用相應(yīng)軟件對(duì)CT原始圖像進(jìn)行重建分割， 得到心房?jī)?nèi)壁的曲面圖像，即本發(fā)明所用CT圖像。
[0030] 從上述生成CART0電生理解剖圖的過(guò)程中，可以看到，CART0阻抗圖和CART0電解 剖圖各自獨(dú)立存在，CART0阻抗圖實(shí)質(zhì)是疊加了阻抗信息的CART0電解剖圖，兩者有著完全 相同的空間解剖結(jié)構(gòu)信息。因此，配準(zhǔn)了CART0阻抗圖與CT圖像，也就是配準(zhǔn)了CART0電 解剖圖與CT圖像，反之亦然。
[0031] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的CART0電解剖圖與CT圖像配準(zhǔn)方法的流程示意圖。如 圖1所示，該配準(zhǔn)方法包括以下步驟：
[0032] S101、獲取CT圖像A和CART0電生理解剖圖B，