[发明专利]一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法

说明书

技术领域

本发明属于医学图像处理领域，具体涉及一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法。

背景技术

CT3D体数据（电子计算机X射线断层扫描技术）广泛的应用在术前病人病灶位置和病情的诊断，现在已成为很多手术术前必须采集的数据，特别是骨外科诊断和手术。C形臂X光机广泛的应用于外科手术中（特别是骨外科手术），在术中确定病人病灶的位置和病情的诊断。病人在采集CT3D体数据时会暴露在大量的辐射下，同样，在进行C形臂X光机图像采集时，医生和病人都会暴露在X光的辐射范围内，给病人和医生带来很大的身体伤害。同时，由于地磁干扰和其他外界电磁波或者其他外部条件的干扰，C型臂X光影像还会出现变形和模糊，给医生的诊断带来一定为影响。

发明内容

为了解决病人在CT3D体数据采集完毕后进行手术时，术中还要用C形臂X光机进行病灶位置的确定和诊断，给病人和医生带来辐射危险的问题，同时还有C型臂X光影像模糊的问题，提出一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法，包括以下步骤：

根据病人术前的CT3D体数据，重建病人病灶的三维模型；

根据重建的病人病灶的三维模型和C形臂X光机的外形尺寸数据，生成病人病灶的数字重建放射影像。

上述技术方案中，所述C形臂X光机的外形尺寸数据包括：发射源位置，接收面位置，旋转中心位置。

上述技术方案中，生成病人病灶的数字重建放射影像过程中，所述数字重建放射影像生成的模拟发射源设在C形臂X光机发射源的位置，成像平面设在C形臂X光机成像平面的位置，三维重建病灶模型位于拍摄时的病人位置。

上述技术方案中，重建病人病灶的三维模型过程中，采用MC算法基于C++和VTK与ITK开源软件结合实现。

上述技术方案中，生成病人病灶的数字重建放射影像的过程中，采用Siddon-Jacobs快速光线跟踪算法基于C++实现。

本发明的有益效果是：本发明的一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法，不仅可以避免病人和医生在术中拍摄C型臂X光影像并暴露在X光辐射下的危险，而且由于数字化电脑直接成像，图像清晰，可以通过自己设定的参数调节图像的灰度和图像的大小，使图像更好的为医生的诊断和术中手术或者操作服务，避免了C型臂X光图像的变形和模糊。最后，由于对病人病灶进行了三维重建，在模拟X光影像时，可以多角度的去拍摄，解决了需要病人术中移动的问题，给病人减少了术中的痛苦。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为术前CT3D体数据和术中C型臂X光影像完全对应融合方法的原理图。

图2为三维重建放射影响完全模拟C型臂X光机影像示意图。

图中的附图标记表示为：

1、头骨拍摄术前CT3D体数据；2、CT3D体数据三维重建；3、数字重建放射影像（DRR）；4、头骨的C型臂X光图像。

具体实施方式

本发明的发明思想为：

本发明的一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法，如图1所示，通过病人术前的CT3D数据应用MC算法进行病灶部位的三维重建，以三维重建模型为信息输入，在已知所要应用的C型臂X光机外形尺寸的基础上，模拟生成数字重建三维影像DRR影像，将DRR影像生成的模拟发射源设在C形臂X光机真实发射源的位置，成像平面设在C形臂X光机真实成像平面的位置，三维重建病灶模型位于拍摄时的病人位置，使DRR影像的生成过程真实模拟本系统应用的C形臂X光机的成像过程，从而实现CT3D数据和X光影像完全对应融合，用DRR来模拟真实X光影像。

本发明的一种术前CT数据和术中X光影像完全对应融合方法，通过病人术前的CT3D体数据重建病人病灶的三维模型，采用MC算法基于C++和VTK与ITK开源软件结合实现。

本发明根据C形臂X光机的外形尺寸数据生成病人病灶的数字重建放射影像DRR（digitally reconstructed radiograph）影像，采用Siddon-Jacobs快速光线跟踪算法并基于C++实现。将DRR影像生成的模拟发射源设在C形臂X光机真实发射源的位置，成像平面设在C形臂X光机真实成像平面的位置，三维重建病灶模型位于拍摄时的病人位置，使DRR影像的生成过程真实模拟本系统应用的C形臂X光机的成像过程。