心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，包括以下步驟：通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)；基于所述特征點(diǎn)分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系；在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)得到配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像；基于Force雙源CT大螺距掃描待測(cè)心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行融合得到待測(cè)心臟頭頸部血管圖像聯(lián)合成像，本發(fā)明通過不同的方式得到待測(cè)心臟頭頸部血管圖像聯(lián)合成像。
【專利說明】
心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在圖像處理與應(yīng)用中，為了獲得準(zhǔn)確而全面的信息，有時(shí)需要將同一對(duì)象的不同模式的圖像或不同時(shí)間的圖像進(jìn)行融合或差異檢測(cè)。在這些應(yīng)用中，圖像配準(zhǔn)是前提條件。圖像配準(zhǔn)的方法有基于像素和基于特征的兩類方法，其中，在基于像素的方法中，作為圖像配準(zhǔn)程度的測(cè)度系數(shù)，互信息在圖像配準(zhǔn)中經(jīng)常使用。傳統(tǒng)的互信息測(cè)量圖像灰度的統(tǒng)計(jì)，只使用了圖像的灰度信息，沒有考慮空間信息。因此，部分基于互信息的圖像配準(zhǔn)方法可能出現(xiàn)誤配。有人提出最大距離梯度場(chǎng)的概念，并將其應(yīng)用于基于互信息的圖像配準(zhǔn)中，改善了圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。但對(duì)于不同模式的圖像，由于灰度特性不同，其最大距離梯度場(chǎng)難以準(zhǔn)確反映圖像中的變化。同時(shí)，直接使用灰度計(jì)算梯度使得這種場(chǎng)易受噪聲干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于目前技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，適用于圖像配準(zhǔn)領(lǐng)域，已解決以上技術(shù)問題，可以實(shí)現(xiàn)人體醫(yī)學(xué)影像器官幾何比對(duì)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合成像。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，包括以下步驟:通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)；
[0006]基于所述特征點(diǎn)分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系；
[0007]在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)得到配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像；
[0008]基于Force雙源CT大螺距掃描待測(cè)心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行融合得到待測(cè)心臟頭頸部血管圖像聯(lián)合成像。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)的步驟包括:
[0010]以圖像所在平面為XOY平面，以像素為坐標(biāo)系單位，確定各個(gè)特征點(diǎn)的X軸坐標(biāo)和Y軸坐標(biāo)；
[0011]如果圖像為標(biāo)準(zhǔn)圖像，則設(shè)定一個(gè)整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)；
[0012]如果圖像為待測(cè)心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個(gè)特征點(diǎn)在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)，計(jì)算待測(cè)心臟頭頸部血管圖像中各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖的步驟包括:
[0014]通過基于算術(shù)-幾何不等式的距離定義計(jì)算對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)的步驟包括:
[0016]根據(jù)最高分辨率下的配準(zhǔn)參數(shù)，對(duì)待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，對(duì)非整數(shù)坐標(biāo)像素進(jìn)行灰度插值，得到整幅配準(zhǔn)圖像。
[0017]本發(fā)明的心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，具有以下有益效果:1、通過對(duì)參與配準(zhǔn)的圖像進(jìn)行多分辨分析，得到不同分辨率下的子圖，計(jì)算各級(jí)子圖及變換圖像的最大方差變化場(chǎng)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)圖像配準(zhǔn)測(cè)度，得到最優(yōu)化的配準(zhǔn)參數(shù)，經(jīng)過逐級(jí)配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率的配準(zhǔn)圖像，即原始圖像的配準(zhǔn)，從而得到人體醫(yī)學(xué)影像器官幾何比對(duì);2、以及采用三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖，可以減少不必要的誤差。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，包括以下步驟:
[0022]步驟S1:通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)，具體包括，步驟Sla:以圖像所在平面為XOY平面，以像素為坐標(biāo)系單位，確定各個(gè)特征點(diǎn)的X軸坐標(biāo)和Y軸坐標(biāo);步驟Slb:如果圖像為標(biāo)準(zhǔn)圖像，則設(shè)定一個(gè)整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo);步驟Slc:如果圖像為待測(cè)心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個(gè)特征點(diǎn)在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)，計(jì)算待測(cè)心臟頭頸部血管圖像中各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)。
[0023]步驟S2:基于所述特征點(diǎn)分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系，具體包括:以圖像中的所有特征點(diǎn)的重心作為原點(diǎn)，再以原點(diǎn)與一特征點(diǎn)確定的直線為X軸，以垂直于特征點(diǎn)所在平面的直線為Z軸，根據(jù)右手法則，以垂直于XOZ平面的直線為Y軸。
[0024]步驟S3:在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)得到配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像，具體為，通過基于算術(shù)-幾何不等式的距離定義計(jì)算對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖，更具體為，由算術(shù)-幾何不等式出發(fā)，定義不等式中兩項(xiàng)的偏離度，即距離，再根據(jù)算術(shù)-幾何不等式的距離定義，定義基于最大方差變化場(chǎng)的圖像配準(zhǔn)測(cè)度。
[0025]步驟S4:基于Force雙源CT大螺距掃描待測(cè)心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行融合得到待測(cè)心臟頭頸部血管圖像聯(lián)合成像，從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)，具體為，從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，最優(yōu)參數(shù)采用Powell算法尋找。將較低分辨率的圖像配準(zhǔn)參數(shù)通過插值映射為高一級(jí)分辨率圖像的配準(zhǔn)參數(shù)的初始值，繼續(xù)進(jìn)行本級(jí)配準(zhǔn)參數(shù)的最優(yōu)化，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)。進(jìn)一步有限，根據(jù)最高分辨率下的配準(zhǔn)參數(shù)，對(duì)待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，對(duì)非整數(shù)坐標(biāo)像素進(jìn)行灰度插值，得到整幅配準(zhǔn)圖像，從而得到人體醫(yī)學(xué)影像器官幾何比對(duì)，其中基于Force雙源CT大螺距掃描待測(cè)心臟頭頸部血管圖像包括確定掃描參數(shù)和對(duì)比劑注射參數(shù)，操作開源CT，在操作界面設(shè)定上述掃描參數(shù)，按照掃描參數(shù)和對(duì)比劑注射參數(shù)對(duì)心臟頭頸部血管進(jìn)行掃描。
[0026]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)； 基于所述特征點(diǎn)分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系； 在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)得到配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像； 基于Force雙源CT大螺距掃描待測(cè)心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行融合得到待測(cè)心臟頭頸部血管圖像聯(lián)合成像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，其特征在于，所述通過模塊匹配的方式在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像上確定非共線的多個(gè)匹配的特征點(diǎn)的步驟包括: 以圖像所在平面為XOY平面，以像素為坐標(biāo)系單位，確定各個(gè)特征點(diǎn)的X軸坐標(biāo)和Y軸坐標(biāo)； 如果圖像為標(biāo)準(zhǔn)圖像，則設(shè)定一個(gè)整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)； 如果圖像為待測(cè)心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個(gè)特征點(diǎn)在待測(cè)心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)，計(jì)算待測(cè)心臟頭頸部血管圖像中各個(gè)特征點(diǎn)的Z坐標(biāo)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，其特征在于，所述在三維坐標(biāo)系中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖的步驟包括: 通過基于算術(shù)-幾何不等式的距離定義計(jì)算對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測(cè)心臟頭頸部血管圖像分別進(jìn)行多分辨率分析，得到多級(jí)分辨率的子圖。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的心臟頭頸部血管聯(lián)合成像方法，其特征在于，所述從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級(jí)進(jìn)行配準(zhǔn)，直到得到最高分辨率下圖像的配準(zhǔn)參數(shù)的步驟包括:根據(jù)最高分辨率下的配準(zhǔn)參數(shù)，對(duì)待測(cè)心臟頭頸部血管圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，對(duì)非整數(shù)坐標(biāo)像素進(jìn)行灰度插值，得到整幅配準(zhǔn)圖像。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK106097338SQ201610409895
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】孫凱, 韓瑞娟, 趙瑞平
【申請(qǐng)人】孫凱