一种基于双X射线成像的2D和3D医学图像配准方法

摘要

一种基于双X射线成像的2D和3D医学图像配准方法和系统，本发明方法包括：采集两幅成任意角度的X射线图像，采用基于多分辨率的双投影直接配准方法，实现由粗到细对两幅二维图像和三维体数据同时进行配准处理；本发明系统包括：图像导入和显示模块，2D和3D图像配准模块，数据输出模块。本发明能够更快速和精确得到平移和旋转共六个自由度的配准结果，进一步提高医学图像的配准质量。

主权项

一种基于双X射线成像的2D和3D医学图像配准方法，其特征在于包括以下步骤：(1)采集任意角度的两幅X射线图像分别为X射线图像1和X射线图像2，X射线图像的采集参数包括每一幅图像的成像电压，成像角度，X射线源与成像物表面的距离，上述这些参数均能实时保存到系统数据库中，以备配准时调用；同时还进行实时显示；(2)利用步骤(1)中采集得到的两幅X射线图像，采用基于多分辨率的双投影直接配准方法和病人的三维影像数据进行自动配准，在配准过程中对X射线图像1和X射线图像2分别进行多分辨率处理，得到各自一序列子图像；对每一幅X射线图像，根据其自身分辨率的范围从低到高平均分为三个阶段，第一个范围阶段为低层分辨率子图像，第二个范围阶段为中层分辨率子图像，第三个范围阶段为高层分辨率子图像，低层分辨率的子图像放在上层，高分辨率的子图像放在下层，配准过程由上到下进行；(3)利用步骤(2)中得到的三层分辨率的子图像，分层循环与病人的三维影像数据进行配准，对病人的三维影像数据，采用光线跟踪算法，同时经由两个线性插值器1和2进行插值，分别生成对应采集的X射线图像角度下的两幅数字重建影像1和2，X射线图像1和数字重建影像1作为一组输入，X射线图像2和数字重建影像2作为第二组输入，两组输入同时作为判断配准质量的测度函数的输入，测度函数计算两组数据中像素之间的互信息，作为比较图像相关性的结果，根据测度函数的结果，直接作为优化器的输入对配准参数进行优化，得到最终的配准结果。