[发明专利]一种肺部4D-CT医学图像配准方法及系统

权利要求书

1.一种肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：包括以下过程：

获取一个呼吸周期内的CT即4D-CT影像数据；

对获取的一个呼吸周期内的4D-CT影像数据做至少两次下采样，得到的结果作为第一全连接网络的输入，得到第一形变场；

将第一形变场进行一次上采样操作，对获取的一个周期的4D肺部CT图像做一次下采样操作，两者共同作为第二全连接网络的输入，得到第二形变场；

将第二形变场进行一次上采样操作，并与获得的一个呼吸周期内的4D-CT影像数据共同作为第三全连接网络的输入，得到第三形变场；

第一全连接网络、第二全连接网络和第三全连接网络均包括四层带有跳跃连接层的编码器和解码器，对于编码阶段的每一层都含有两个卷积层，其中包含一个卷积层进行特征提取，另一个卷积层进行下采样操作，进一步计算输入图像之间的高级特征，并将图像尺寸减半，直到达到最低尺寸；对于解码阶段的每一层，首先通过跳跃连接层将编码阶段相同尺度的特征映射进行连接，然后用卷积层和反卷积层，将特征映射上采样到其两倍大小，直到达到特征图像尺寸大小与输入图像大小相同。

2.如权利要求1所述的肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：

利用归一化互相关作为各个全连接网络的相似性度量来计算两幅图像之间的对齐程度。

3.如权利要求1所述的肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：

第一全连接网络、第二全连接网络和第三全连接网络的损失函数中均包括平滑约束。

4.如权利要求1所述的肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：

采用雅可比行列式作为空间折叠惩罚损失函数，利用雅可比行列式正则化方法对形变场施加局部折叠约束。

5.如权利要求1所述的肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：

第一全连接网络、第二全连接网络和第三全连接网络的损失函数均为：相似性测度损失函数、平滑正则损失函数、空间折叠惩罚损失函数和周期约束损失函数四者的加权和。

6.如权利要求1所述的肺部4D-CT医学图像配准方法，其特征在于：

第一全连接网络、第二全连接网络和第三全连接网络的结构相同且共享初始参数。