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匹配的特征點；基于所述特征點分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系；在三維坐標(biāo)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級進行配準(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)后的待測心臟頭頸部血管圖像；基于Force雙源CT大螺距掃描待測心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測心臟頭頸部血管圖像進行融合得到待測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，有時需要將同一對象的不同模式的圖像或不同時間的圖像進行融合或差異檢測。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)的互信息測量圖像灰度的統(tǒng)計，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。但對于不同模式的圖像，由于灰度特性不同，其最大距離梯度場難以準(zhǔn)確反映圖像中的變化。同時，直接使用灰度計算梯度使得這種場易受噪聲干擾。

【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，可以實現(xiàn)人體醫(yī)學(xué)影像器官幾何比對，已經(jīng)可以實現(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匹配的特征點；
[0006]基于所述特征點分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系；
[0007]在三維坐標(biāo)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級進行配準(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)后的待測心臟頭頸部血管圖像；
[0008]基于Force雙源CT大螺距掃描待測心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測心臟頭頸部血管圖像進行融合得到待測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匹配的特征點的步驟包括:
[0010]以圖像所在平面為XOY平面，以像素為坐標(biāo)系單位，確定各個特征點的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)定一個整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo)；
[0012]如果圖像為待測心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個特征點在待測心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo)，計算待測心臟頭頸部血管圖像中各個特征點的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)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級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算對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖。
[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)，逐級進行配準(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)，對待測心臟頭頸部血管圖像進行坐標(biāo)變換，對非整數(shù)坐標(biāo)像素進行灰度插值，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、通過對參與配準(zhǔn)的圖像進行多分辨分析，得到不同分辨率下的子圖，計算各級子圖及變換圖像的最大方差變化場，并計算對應(yīng)圖像配準(zhǔn)測度，得到最優(yōu)化的配準(zhǔn)參數(shù)，經(jīng)過逐級配準(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;2、以及采用三維坐標(biāo)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖，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)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[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匹配的特征點，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，確定各個特征點的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)定一個整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo);步驟Slc:如果圖像為待測心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個特征點在待測心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo)，計算待測心臟頭頸部血管圖像中各個特征點的Z坐標(biāo)。
[0023]步驟S2:基于所述特征點分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測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的重心作為原點，再以原點與一特征點確定的直線為X軸，以垂直于特征點所在平面的直線為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)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級進行配準(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算對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖，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的圖像配準(zhǔn)測度。
[0025]步驟S4:基于Force雙源CT大螺距掃描待測心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測心臟頭頸部血管圖像進行融合得到待測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)，逐級進行配準(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分辨率圖像的配準(zhǔn)參數(shù)的初始值，繼續(xù)進行本級配準(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)。進一步有限，根據(jù)最高分辨率下的配準(zhǔn)參數(shù)，對待測心臟頭頸部血管圖像進行坐標(biāo)變換，對非整數(shù)坐標(biāo)像素進行灰度插值，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，其中基于Force雙源CT大螺距掃描待測心臟頭頸部血管圖像包括確定掃描參數(shù)和對比劑注射參數(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)和對比劑注射參數(shù)對心臟頭頸部血管進行掃描。
[0026]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
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匹配的特征點； 基于所述特征點分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖像三維坐標(biāo)系和待測心臟頭頸部血管圖像的三維坐標(biāo)系； 在三維坐標(biāo)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖；從最低分辨率的子圖開始配準(zhǔn)，逐級進行配準(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)后的待測心臟頭頸部血管圖像； 基于Force雙源CT大螺距掃描待測心臟頭頸部血管圖像并與配準(zhǔn)后的待測心臟頭頸部血管圖像進行融合得到待測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匹配的特征點的步驟包括: 以圖像所在平面為XOY平面，以像素為坐標(biāo)系單位，確定各個特征點的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)定一個整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo)； 如果圖像為待測心臟頭頸部血管圖像，則基于任意兩個特征點在待測心臟頭頸部血管圖像的XOY平面上的距離、該兩特征點在標(biāo)準(zhǔn)圖像的XOY平面上的距離、以及上述標(biāo)準(zhǔn)圖像中的各個特征點的Z坐標(biāo)，計算待測心臟頭頸部血管圖像中各個特征點的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)系中對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級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算對標(biāo)準(zhǔn)圖像及待測心臟頭頸部血管圖像分別進行多分辨率分析，得到多級分辨率的子圖。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)，逐級進行配準(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)，對待測心臟頭頸部血管圖像進行坐標(biāo)變換，對非整數(shù)坐標(biāo)像素進行灰度插值，得到整幅配準(zhǔn)圖像。
【文檔編號】G06T3/40GK106097338SQ201610409895
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】孫凱, 韓瑞娟, 趙瑞平
【申請人】孫凱