[发明专利]补偿机械运动误差的图像配准方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，特别涉及一种补偿机械运动误差的图像配准方法。

背景技术

医生在X射线影像下对血管病变进行诊断时，如果不注射造影剂，是无法把血管和周围组织区分开的。为了能看清楚血管，医生在采集图像的同时往血管注射造影剂，但是在对脑血管病变诊断的时候，颅骨的影像会对血管的影像产生干扰，如果加大射线和造影剂的剂量，这样又会对患者产生伤害。为了使血管看得更加清楚，排除固定的组织，如骨骼、肌肉以及其他软组织对血管影像的干扰，用数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography，DSA)的方法，将除血管以外的其他组织从图像中清除。

数字减影血管造影，首先在没有注射造影剂的时候采集一幅图像，称蒙片图像(Mask Image)，然后注射造影剂，采集一个序列的图像，称造影图像(Contrast Image)，用每一帧造影图像减去蒙片图像，就得到一个序列减影图像(Subtract Image)。骨骼和其他软组织消失了，代之以清晰的血管树影像。

在进行脑血管减影的时候，医生还需要从不同的角度观察脑血管的情况，这样就需要不同角度的减影图像，以确定血管的狭窄部位以及导管的走向。这个过程是通过旋转减影实现的，具体步骤如下：

1、让球管和探测器绕患者的头部从0度到180度旋转，曝光，采集图像，这个过程不注射造影剂。按曝光顺序保存图像，这个序列的图像就是蒙片图像序列。

2、让球管和探测器绕患者的头部从180度转回到0度，注射造影剂，曝光，采集图像。按曝光顺序保存图像，这个序列的图像就是造影图像序列。

3、逆序减影。用第一幅造影图像减去最后一幅蒙片图像，用第二幅造影图像减去倒数第二幅蒙片图像，依次类推，直到最后一幅造影图像减去第一幅蒙片图像。这样就获得了一个序列的减影图像，保存图像。

理想的情况，所有减影图像中只有脑血管的影像，但实际获得的减影图像仍然含有大量的颅骨的影像，这些颅骨的伪影降低减影图像的质量。其产生的原因主要是由于机械运动的误差造成的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何消除在旋转减影的过程中由于机械误差产生的伪影。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种补偿机械运动误差的图像配准方法，包括以下步骤：

S1：分别对旋转减影得到的蒙片图像和造影图像进行高斯滤波，高斯函数如下：

G(uj)=12πσexp(-uj22σ2);]]>

其中u_j是坐标值，j是整数，j∈[0，N)，N是高斯滤波系数的个数，是大于3的奇数，σ是标准差，其中，u_j＝[j/(N-1)×2.0-1.0]×h，h是坐标的放大或缩小系数，用于调整u_j坐标的范围，使u_j∈[-h，h]；

S2：造影图像和蒙片图像都具有H行W列像素，对高斯滤波后的造影图像进行分块，每个图像块有K×L个像素，其中L是行数，K是列数，K和L取值为2的倍数，且L≤H，K≤W；

S3：取出第(i，j)个造影图像块，其中造影图像像素在整幅造影图像中的位置是(x，y)，其中，造影图像块左上角像素的位置作为造影图像块进行相关性比较的基准点，所述基准点在整幅造影图像中的位置为(x₀，y₀)，其中x₀＝i×K，y₀＝j×L；