DSA图像与CT图像配准方法、系统、存储介质和电子设备与流程

本发明涉及图像处理，特别是涉及一种dsa图像与ct图像配准方法、系统、存储介质和电子设备。

背景技术：

1、经导管主动脉瓣植入术(transcatheter aortic valve implantation，tavi)是一种介入手术，其主要是通过股动脉送入介入导管，将人工心脏瓣膜输送至主动脉瓣区并打开，从而完成人工瓣膜置入，恢复瓣膜功能。在手术过程中，术中实时获取的dsa(digitalsubtraction angiography，减影血管造影)图像作为手术导航的唯一信息来源，引导医生进行手术操作。但dsa图像作为二维图像，具有一定局限性，医生较难以此评估瓣膜与周围组织的空间关系，在术中需频繁操作dsa设备以获取不同角度的图像。

2、目前，本领域通过引入术前的ct(computed tomography，计算机断层扫描)图像，对术中的dsa图像与术前的ct图像进行配准以及融合显示，以帮助医生更直观地观察手术过程。但dsa图像与ct图像的配准难度高、效率低，难以提供精准度高的手术导航，进而影响了手术的安全性和成功率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种心尖腔室分割模型的训练方法、心尖腔室分割方法、心尖腔室分割装置、存储介质和电子设备。

2、第一方面，本技术一实施例提供了一种减影血管造影dsa图像与ct图像配准方法，所述方法包括：

3、获取术前的ct图像，将所述ct图像输入第一图像处理模型，以得到三维肋骨模型；

4、获取术中的dsa图像；

5、基于所述dsa图像和所述三维肋骨模型确定相机位姿参数的初始值，所述相机用于将所述三维肋骨模型投照到二维平面；

6、基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染，以得到二维渲染图像；

7、基于所述dsa图像和所述二维渲染图像，更新所述相机位姿参数，以得到所述相机位姿参数的最终值；

8、基于所述相机位姿参数的所述最终值，调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准并实时显示。

9、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染，以得到二维渲染图像；基于所述dsa图像和所述二维渲染图像，更新所述相机位姿参数，以得到所述相机位姿参数的最终值，包括：

10、基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行可微分渲染，以得到所述二维渲染图像；

11、基于所述dsa图像和所述二维渲染图像，计算像素点之间的均方误差；

12、以所述均方误差作为损失函数，采用反向传播算法计算所述损失函数相对于所述相机位姿参数的梯度；

13、基于所述梯度，更新所述相机位姿参数；

14、重复上述步骤，进行n次迭代，直至迭代次数达到阈值或者所述均方误差达到阈值，得到所述相机位姿参数的所述最终值；其中，n≥1且n为整数。

15、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述获取术中的dsa图像之后，所述方法还包括：对所述dsa图像进行二值化处理，以使所述dsa图像形成为二值化图像。

16、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染，以得到二维渲染图像，包括：

17、基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染和二值化处理，以得到所述二维渲染图像，所述二维渲染图像为二值化图像。

18、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，基于所述dsa图像和所述三维肋骨模型确定相机位姿参数的初始值，包括：用户通过可视化窗口手动调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准，以确定所述相机位姿参数的所述初始值。

19、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准，包括：

20、对所述三维肋骨模型的像素值进行加权处理，对所述dsa图像的像素值进行加权处理，以使所述三维肋骨模型和所述dsa图像配准的重叠部分的像素值小于或者等于255。

21、第二方面，本技术实施例提供了一种dsa图像与ct图像配准系统，其特征在于，所述系统包括：

22、图像获取模块，用于获取术前的ct图像和术中的dsa图像；

23、第一图像处理模块，用于对所述ct图像进行处理，以得到三维肋骨模型；

24、相机位姿参数确定模块，用于基于所述dsa图像和所述三维肋骨模型确定相机位姿参数的初始值，所述相机用于将所述三维肋骨模型投照到二维平面；

25、渲染模块，用于基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染，以得到二维渲染图像；

26、相机位姿参数更新模块，用于基于所述dsa图像和所述二维渲染图像，更新所述相机位姿参数，以得到所述相机位姿参数的最终值；

27、图像配准模块，用于基于所述相机位姿参数的所述最终值，调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准；

28、交互模块，用于对所述三维肋骨模型与所述dsa图像的配准进行实时可视化显示。

29、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，所述渲染模块和所述相机位姿参数更新模块，具体用于：

30、基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行可微分渲染，以得到所述二维渲染图像；

31、基于所述dsa图像和所述二维渲染图像，计算像素点之间的均方误差；

32、以所述均方误差作为损失函数，采用反向传播算法计算所述损失函数相对于所述相机位姿参数的梯度；

33、基于所述梯度，更新所述相机位姿参数；

34、重复上述步骤，进行n次迭代，直至迭代次数达到阈值或者所述均方误差达到阈值，得到所述相机位姿参数的所述最终值；其中，n≥1且n为整数。

35、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，所述系统还包括第二图像处理模块，用于对所述dsa图像进行二值化处理，以使所述dsa图像形成为二值化图像。

36、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，所述渲染模块具体用于：

37、基于所述相机位姿参数的所述初始值，对所述三维肋骨模型进行渲染和二值化处理，以得到所述二维渲染图像，所述二维渲染图像为二值化图像。

38、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，所述交互模块，还用于供用户通过可视化窗口手动调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准；

39、所述相机位姿参数确定模块，具体用于：在用户手动调整所述三维肋骨模型与所述dsa图像配准时，确定所述相机位姿参数的所述初始值。

40、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，所述交互模块，还用于对所述三维肋骨模型的像素值进行加权处理，对所述dsa图像的像素值进行加权处理，以使所述三维肋骨模型和所述dsa图像配准的重叠部分的像素值小于或者等于255。

41、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行上述第一方面中任意一项所述的方法。

42、第四方面，本技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

43、处理器；

44、用于存储计算机可执行指令的存储器；

45、所述处理器，用于执行所述计算机可执行指令，以实现上述第一方面中任意一项所述的方法。

46、本技术实施例所提供的dsa图像与ct图像配准方法、系统、存储介质和电子设备，通过术前ct图像构建三维模型，并在术中实时与dsa图像配准，避免了在术中频繁操作dsa设备，减少患者的照射计量和经济负担，提高手术效率；通过从术前ct图像中分割出肋骨结构，建立三维肋骨模型，基于肋骨形状与dsa图像配准定位，可以避免基于血管形状配准时，术前血管形态与术中血管形态存在差异以及依赖dsa图像中血管清晰度的情况，可以提高配准稳定性和精确度，减少患者的照射计量和造影剂用量，提高鲁棒性；通过对三维肋骨模型进行渲染得到二维渲染图像，根据二维渲染图像和dsa图像确定相机位姿参数的最终值，有效克服了三维图像与二维图像配准时存在精度差的问题，通过多次迭代更新相机位姿参数，逐渐缩小二维渲染图像与dsa图像之间的差异，以相机位姿参数的最终值投照三维肋骨模型，从而实现高精度的图像配准，从而有利于提高手术的安全性和成功率。

47、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。