【技術實現步驟摘要】
本申請涉及圖像配準，尤其涉及一種椎體配準方法、裝置、設備、存儲介質及程序產品。
技術介紹
1、手術導航技術，也稱為圖像引導手術(image?guided?surgery，簡稱igs)，是一種先進的醫療技術。手術導航技術利用計算機圖像處理技術與醫學影像技術相結合，實現術前對患者圖像的器官或組織分割，并進行手術規劃和模擬。在手術導航中，圖像配準技術發揮了關鍵性的作用。在手術過程中，通過拍攝二維x光透視圖像，并利用圖像配準技術，將術前的三維ct圖像與術中的二維x光圖像進行配準，得到配準變換矩陣即空間變換參數，實現將術前規劃準確地轉換至術中患者的實際位置，從而指導手術機器人或輔助醫生進行高精度的手術操作。同時，醫生可以通過實時圖像引導手術，更好地定位病變部位、保護周圍健康組織，并確保手術的成功與安全。
2、相關技術中，圖像配準技術主要采用2d/3d配準算法如剛性配準算法，通過該2d/3d配準算法實現對完整椎體對應的術前三維ct圖像與術中二維x光圖像的配準。但在一些場景中，該2d/3d配準算法無法實現術前單椎體三維ct圖像與術中單椎體二維x光圖像之間的配準。
技術實現思路
1、本申請提供一種椎體配準方法、裝置、設備、存儲介質及程序產品，用以解決相關技術中無法通過2d/3d配準算法實現術前單椎體三維ct圖像與術中單椎體二維x光圖像配準的問題。
2、第一方面，本申請提供一種椎體配準方法，包括：獲取目標單椎體對應的術前單椎體三維ct圖像和術中單椎體二維x光圖像，該目標單椎體
3、在一種可能的實現方式中，術中單椎體二維x光圖像包括術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像，根據術中單椎體二維x光圖像，生成術中單椎體三維模擬ct圖像，包括：將術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像輸入ct圖像生成模型，得到ct圖像生成模型輸出的術中單椎體三維模擬ct圖像。
4、在一種可能的實現方式中，ct圖像生成模型包括第一圖像生成網絡、第二圖像生成網絡以及特征融合解碼器，將術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像輸入ct圖像生成模型，得到ct圖像生成模型輸出的術中單椎體三維模擬ct圖像，包括：分別將術中單椎體二維x光正位圖像輸入第一圖像生成網絡，將術中單椎體二維x光側位圖像輸入第二圖像生成網絡，得到第一圖像生成網絡輸出的第一特征圖，以及第二圖像生成網絡輸出的第二特征圖；通過特征融合解碼器對第一特征圖和第二特征圖進行特征融合，得到特征融合解碼器輸出的術中單椎體三維模擬ct圖像。
5、在一種可能的實現方式中，三維彈性配準模型包括第三圖像生成網絡和空間變換網絡，將剛性配準單椎體三維ct圖像和術中單椎體三維模擬ct圖像輸入三維彈性配準模型，得到三維彈性配準模型輸出的彈性配準結果，包括：將剛性配準單椎體三維ct圖像和術中單椎體三維模擬ct圖像輸入第三圖像生成網絡，得到第三圖像生成網絡輸出的椎體變形場；將椎體變形場和剛性配準單椎體三維ct圖像輸入空間變換網絡，得到空間變換網絡輸出的彈性配準結果。
6、在一種可能的實現方式中，對術前單椎體三維ct圖像和術中單椎體二維x光圖像進行剛性配準，得到剛性配準單椎體三維ct圖像，包括：對術前單椎體三維ct圖像進行透視投影，得到術前單椎體三維ct圖像對應的二維模擬放射圖像；將二維模擬放射圖像和術中單椎體二維x光圖像輸入剛體配準模型，得到剛體配準模型輸出的空間變換參數；根據空間變換參數，對術前單椎體三維ct圖像進行空間變換處理，得到剛性配準單椎體三維ct圖像。
7、在一種可能的實現方式中，二維模擬放射圖像包括二維模擬正位放射圖像和二維模擬側位放射圖像，剛體配準模型包括卷積神經網絡層、密集網絡層以及全連接層，卷積神經網絡層包括不同卷積神經網絡，密集網絡層包括第一密集網絡和第二密集網絡，將二維模擬放射圖像和術中單椎體二維x光圖像輸入剛體配準模型，得到剛體配準模型輸出的空間變換參數，包括：分別通過卷積神經網絡層中的一個卷積神經網絡對二維模擬正位放射圖像、二維模擬側位放射圖像、術中單椎體二維x光正位圖像以及術中單椎體二維x光側位圖像進行圖像特征提取，得到卷積神經網絡輸出的特征向量；將二維模擬正位放射圖像對應的特征向量和術中單椎體二維x光正位圖像對應的特征向量進行拼接，得到第一特征向量，并將第一特征向量輸入第一密集網絡進行空間位置特征提取，得到第一密集網絡輸出的第一位置特征；將二維模擬側位放射圖像對應的特征向量和術中單椎體二維x光側位圖像對應的特征向量進行拼接，得到第二特征向量，并將第二特征向量輸入第二密集網絡進行空間位置特征提取，得到第二密集網絡輸出的第二位置特征；將第一位置特征和第二位置特征進行拼接后，輸入全連接層，得到全連接層輸出的空間變換參數。
8、在一種可能的實現方式中，用于對二維模擬正位放射圖像和術中單椎體二維x光正位圖像進行圖像特征提取的卷積神經網絡的模型權重參數相同；用于對二維模擬側位放射圖像和術中單椎體二維x光側位圖像進行圖像特征提取的卷積神經網絡的模型權重參數相同。
9、第二方面，本申請提供一種椎體配準裝置，包括：
10、獲取模塊，用于獲取目標單椎體對應的術前單椎體三維ct圖像和術中單椎體二維x光圖像，該目標單椎體為骨折椎體；
11、配準模塊，用于對術前單椎體三維ct圖像和術中單椎體二維x光圖像進行剛性配準，得到剛性配準單椎體三維ct圖像；
12、生成模塊，用于根據術中單椎體二維x光圖像，生成術中單椎體三維模擬ct圖像；
13、處理模塊，用于將剛性配準單椎體三維ct圖像和術中單椎體三維模擬ct圖像輸入三維彈性配準模型，得到三維彈性配準模型輸出的彈性配準結果。
14、在一種可能的實現方式中，術中單椎體二維x光圖像包括術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像，生成模塊具體用于：將術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像輸入ct圖像生成模型，得到ct圖像生成模型輸出的術中單椎體三維模擬ct圖像。
15、在一種可能的實現方式中，ct圖像生成模型包括第一圖像生成網絡、第二圖像生成網絡以及特征融合解碼器，生成模塊具體用于：分別將術中單椎體二維x光正位圖像輸入第一圖像生成網絡，將術中單椎體二維x光側位圖像輸入第二圖像生成網絡，得到第一圖像生成網絡輸出的第一特征圖，以及第二圖像生成網絡輸出的第二特征圖；通過特征融合解碼器對第一特征圖和第二特征圖進行特征融合，得到特征融合解碼器輸出的術中單椎體三維模擬ct圖像。
16、在一種可能的實現方式中，三維彈性配準模型包括第三圖像生成網絡和空間變換網絡，處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種椎體配準方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述術中單椎體二維X光圖像包括術中單椎體二維X光正位圖像和術中單椎體二維X光側位圖像，所述根據所述術中單椎體二維X光圖像，生成術中單椎體三維模擬CT圖像，包括：
3.根據權利要求2所述的椎體配準方法，其特征在于，所述CT圖像生成模型包括第一圖像生成網絡、第二圖像生成網絡以及特征融合解碼器，所述將所述術中單椎體二維X光正位圖像和所述術中單椎體二維X光側位圖像輸入CT圖像生成模型，得到所述CT圖像生成模型輸出的所述術中單椎體三維模擬CT圖像，包括：
4.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述三維彈性配準模型包括第三圖像生成網絡和空間變換網絡，所述將所述剛性配準單椎體三維CT圖像和所述術中單椎體三維模擬CT圖像輸入三維彈性配準模型，得到所述三維彈性配準模型輸出的彈性配準結果，包括：
5.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述對所述術前單椎體三維CT圖像和所述術中單椎體二維X光圖像進行剛性配準，得到剛性配準單椎體三維CT圖像，
6.根據權利要求5所述的椎體配準方法，其特征在于，所述二維模擬放射圖像包括二維模擬正位放射圖像和二維模擬側位放射圖像，所述剛體配準模型包括卷積神經網絡層、密集網絡層以及全連接層，所述卷積神經網絡層包括不同卷積神經網絡，所述密集網絡層包括第一密集網絡和第二密集網絡，所述將所述二維模擬放射圖像和所述術中單椎體二維X光圖像輸入剛體配準模型，得到所述剛體配準模型輸出的空間變換參數，包括：
7.根據權利要求6所述的椎體配準方法，其特征在于，用于對所述二維模擬正位放射圖像和所述術中單椎體二維X光正位圖像進行圖像特征提取的卷積神經網絡的模型權重參數相同；
8.一種椎體配準裝置，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器，處理器；
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令，所述計算機執行指令被執行時用于實現如權利要求1-7中任一項所述的方法。
11.一種計算機程序產品，其特征在于，包括計算機程序，所述計算機程序被執行時實現權利要求1-7中任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種椎體配準方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述術中單椎體二維x光圖像包括術中單椎體二維x光正位圖像和術中單椎體二維x光側位圖像，所述根據所述術中單椎體二維x光圖像，生成術中單椎體三維模擬ct圖像，包括：
3.根據權利要求2所述的椎體配準方法，其特征在于，所述ct圖像生成模型包括第一圖像生成網絡、第二圖像生成網絡以及特征融合解碼器，所述將所述術中單椎體二維x光正位圖像和所述術中單椎體二維x光側位圖像輸入ct圖像生成模型，得到所述ct圖像生成模型輸出的所述術中單椎體三維模擬ct圖像，包括：
4.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述三維彈性配準模型包括第三圖像生成網絡和空間變換網絡，所述將所述剛性配準單椎體三維ct圖像和所述術中單椎體三維模擬ct圖像輸入三維彈性配準模型，得到所述三維彈性配準模型輸出的彈性配準結果，包括：
5.根據權利要求1所述的椎體配準方法，其特征在于，所述對所述術前單椎體三維ct圖像和所述術中單椎體二維x光圖像進行剛性配準，得到剛性配準單椎體三維ct圖像，包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐少康，郭延恩，邵明昊，蔡寧，宓海，張嘉偉，
申請(專利權)人：上海極睿醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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