[发明专利]用于配准图像的配准装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于配准图像的配准装置(14)，包括：用于提供对象的第一图像和第二图像的单元(11)，使得所述第一图像在相应位置的图像元素已经通过将穿过所述图像元素的射线的投影数据值乘以权重并且通过将经加权的投影数据值进行反投影而被重建；用于提供包括针对所述第一图像中的不同位置的置信度值的置信度图的单元(12)，所述置信度值指示图像特征是由所述对象的结构引起的可能性，所述置信度值被计算为依赖于相应权重的函数在穿过相应图像元素的射线上的总和；以及用于确定用于在考虑所述置信度图的情况下将所述第一图像与所述第二图像彼此配准的变换的单元(13)。

技术领域

本发明涉及用于配准图像的配准装置和方法。本发明还涉及用于控制所述配准装置的计算机程序和用于生成运动对象的图像的成像系统，该成像系统包括所述配准装置。

背景技术

WO2011/027298A1公开了一种用于处理采集的投影值的投影值处理装置，其中，所述投影值处理装置包括：采集投影值提供单元，其用于提供采集的投影值；重建单元，其用于在考虑重建假设的情况下根据采集的投影值重建第一图像；以及模拟投影值确定单元，其用于通过模拟穿过在考虑重建假设的情况下重建的第一图像的投影来确定模拟投影值。所述投影值处理装置还包括不一致性确定单元，其用于确定针对所采集的投影值的不一致性值，其中，不一致性值通过比较采集的投影值和模拟的投影值来指示相应采集的投影值与重建假设的不一致性的程度。

D.Neumann等人的文章“Robust Model-Based 3D/3D Fusion Using SparseMatching for Minimally Invasive Surgery”，MICCAI 2013，Part I，LNCS8149，第171-178页(2013)公开了一种稀疏匹配方法，用于通过利用鲁棒机器学习和数值优化技术来融合高质量术前计算机断层摄影(CT)图像和非造影、非门控术中C臂CT图像。

J.Webster等人的文章“Model-Based Tomographic Reconstruction of ObjectsContaining Known Components”，IEEE Transactions on Medical Imaging，第31卷，第10期，第1837至1848页(2012)公开了将制造的部件的物理模型整合到CT重建算法中，以便减少CT图像中的伪影。具体而言，使用基于模型的惩罚似然估计重建算法，其明确地结合关于相应制造部件的几何形状和组成的已知信息。

B.Brendel等人的文章“Motion Compensated Backprojection versusBackproject-then-Warp for Motion Compensated Reconstruction”，The ThirdInternational Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography，第169至172页，Salt Lake City，USA(2014)公开了一种用于生成如心脏的快速运动的器官的图像的CT系统。该CT系统适于首先估计快速运动的器官的运动，并且其次使用估计的运动重建快速运动的器官的图像。为了估计运动，该CT系统在不针对不同时间进行运动补偿的情况下重建快速运动的器官的图像，并配准这些图像。

由于图像伪影，已经在不针对不同时间进行运动补偿的情况下重建的图像的配准质量会降低，其中，这种降低的配准质量难过导致运动估计的降低的质量。基于这种运动估计来重建快速运动的器官的图像能够最终导致具有显著运动伪影的重建图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种允许改进图像配准的配准装置和方法。本发明的另一个目的是提供一种用于生成运动对象的图像的成像系统，该成像系统包括所述配准装置，并且提供用于控制所述配准装置的计算机程序。

在本发明的第一方面中，提出一种用于配准图像的配准装置，其中，所述配准装置包括：