[发明专利]一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法

说明书

本发明公开了一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法，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。

技术领域

本发明涉及图像配准领域，尤其涉及一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法。

背景技术

在做医学图像分析时,经常要将同一患者几幅图像放在一起分析,从而得到该患者的多方面的综合信息,提高医学诊断和治疗的水平。对几幅不同的图像作定量分析,首先要解决这几幅图像的严格对齐问题,这就是我们所说的图像的配准。医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种(或一系列)空间变换,使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。这种一致是指人体上的同一解剖点在两张匹配图像上有相同的空间位置。配准的结果应使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。

医学图像配准技术是90年代才发展起来的医学图像处理的一个重要分支。医学图像配准技术主要讨论的是数据获取后的配准,也称作回顾式配准。目前，现有的图像配准方法操作复杂，配准后的图像精准度较低，影响了医生对图像的观察操作，严重降低了医生的工作效率。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种操作简单、配准精度更高的基于估算2d位移场的器官形变配准方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于估算2d位移场的器官形变配准方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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；