[发明专利]一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法

权利要求书

1.一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、获取CT图像、超声图像，同时从CT图像中获取CT图像器官轮廓，从超声图像中获取超声图像器官轮廓；

S2、计算CT图像器官轮廓与超声图像器官轮廓之间的公共roi区域；

S3、寻找超声图像器官轮廓中的超声轮廓点以及CT图像器官轮廓中的CT轮廓点，利用梯度差最小原则，寻找每个超声轮廓点在CT轮廓点中的对应位置，计算出超声轮廓点的位移向量(u，v)；

S4、将超声轮廓点的位移向量(u，v)当作边界条件，通过计算欧拉-拉格朗日方程，获得公共roi区域的位移场；

S5、通过公共roi区域的位移场对CT图像施加位移场的形变量，获得形变配准图像；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、对CT轮廓点做采样，使CT图像器官轮廓中的CT轮廓点数量与超声图像器官轮廓中的超声轮廓点数量相一致；

S32、建立坐标系，将CT轮廓点、超声轮廓点置于坐标系中，得到CT轮廓点坐标、超声轮廓点坐标；

S33、将CT轮廓点坐标、超声轮廓点坐标分别当作两组周期序列，并计算出相对应的CT轮廓点坐标、超声轮廓点坐标之间的坐标梯度差；

S34、利用CT轮廓点的周期性质，确定一个新的起始位置和终止位置，使所有CT轮廓点坐标与所有超声轮廓点坐标的坐标梯度差的平方和最小，从而计算出每个超声轮廓点相对于CT轮廓点的位移向量(u，v)；

所述步骤S4中，欧拉-拉格朗日方程的计算公式为：

求解，得：

u_xx+u_yy+v_xx+v_yy＝0；

最终获得公共roi区域的位移场；

其中，u_x表示u对x的一阶偏导,u_y表示u对y的1阶偏导,v_x表示v对x的一阶偏导,v_y表示v对y的一阶偏导，u_xx表示u对x的二阶偏导,u_yy表示u对y的二阶偏导,v_xx表示v对x的二阶偏导,v_yy表示v对y的二阶偏导。

2.如权利要求1所述的基于估算2d位移场的器官形变配准方法，其特征在于：所述步骤S1中，利用opencv的findcontours函数来获取分割掩膜的外围有序轮廓点，通过外围有序轮廓点从CT图像中获取CT图像器官轮廓、从超声图像中获取超声图像器官轮廓。

3.如权利要求1所述的基于估算2d位移场的器官形变配准方法，其特征在于：所述步骤S2中，首先求取CT图像掩膜与超声图像掩膜的并集掩膜，然后计算出并集掩膜的最小外接矩形即可；所述公共roi区域的长、宽分别是并集掩膜最小外接矩形长、宽的1.2倍。

4.如权利要求1所述的基于估算2d位移场的器官形变配准方法，其特征在于：所述步骤S5中，调用opencv的remap函数对CT图像施加公共roi区域位移场的形变量来获得形变配准图像。