[發明專利]使用合成套準矢量的最佳圖像套準

有效

• 申請號: 200580048602.3
• 申請日: 2005-12-15
• 公開（公告）號: CN101128847A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: A·L·G·埃里克森
• 申請（專利權）人: 伊利克塔股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;楊松齡

技術領域

本發明涉及圖像處理方法。本發明提供的方法可以特別應用于從諸如CT、MRI、PET、靜脈圖像等的醫療檢查工具獲取的圖像的處理中。

背景技術

最普遍使用的圖像處理方法之一是互相套準圖片，即將一幅圖像傳送到另一圖像的參考系統以便它們可以直接比較或甚至合并。一個普通的例子是將一個場景發生的CT圖像與在另一個場景發生的MRI圖像比較。套準一個圖像和另一個的處理使用戶可能直接正確地比較圖像，或使得其中兩幅圖像合并為一幅圖像的圖像合并。

目前存在完成該操作的自動和手工的方法。

發明內容

因此，一種套準(registration)圖像的方法，假設只有兩幅圖像。當要套準兩幅以上的圖像時，使用相同的技術以合適的對共同套準。

本發明基于經常是不正確的事實的假設經常是不正確的事實。在醫療領域中(例如)，經常從不同的檢查裝置在不同時間得到許多病人的圖像。套準這些多幅圖像提供了機會用于改進套準多幅中所選圖像對的正確性。

一般，套準處理涉及識別(以常用術語)‘n’轉換步驟，諸如x和y方向的平移、旋轉、縮放和其他自由度，當一起應用并以合適順序時這些將一幅圖像變換為另一幅。明顯的，使用轉換的預定準確性，根據將執行的步驟的數量和類型，并使用每幅圖像的多個維度，將改變‘n’。在兩個方向平移并在兩個方向旋轉和縮放的二維圖像對將因此產生五維矢量。一般，可以考慮多種因素以形成單個n維表示所需全部信息的矢量數量。該矢量在這里稱為“套準矢量”。

該矢量方法允許套準處理概念化為更相關矢量關系項，從中可以理解本發明。假設三幅圖像(A、B和C)的簡單情況，這些將在相關n維空間定義三個點，以及套準矢量表示從一個點移到另一個所需的位移。因此，為了從A達到B，可能使用鏈接兩個點的單個轉移、或經過C至B轉移之后的A至C轉移首次移動。

一般，已獲取鏈接三幅圖像的三個路徑的每個的套準矢量，并因此單個路徑矢量A-B和合成矢量A-C-B，這兩個矢量并不精確等于理論需求。從A至B的兩個可能路徑之間的差別表示出現在其中的誤差；每個是不完全接近理論需求但表示實際(理想)變換的未知矢量。然而，由于期望矢量中的隨機誤差超過系統誤差，明顯的是兩個路徑矢量的均值更接近實際變換。

因此，本發明基于以下事實：通過使用剩余圖像以獲取兩幅所選圖像之間的路徑選擇，通過平均那些路徑而更正確的確定兩者之間的真實變換。乍一看這是違反直覺的。期望間接路徑的貢獻會導致整體準確性的減少，由于它們依賴多個不完全的接近之和。然而，事實上并不是這樣，因為第三幅圖像(以及任何后來的圖像)提供了在兩幅所選圖像中沒有出現的新的信息，其能用于改進整個方法的正確性。

優選的，當平均路徑時，將較大的權重給予其準確性已知或有理由相信是最大的路徑。有可能在特定路徑上放置準確性的優選期望，因為它們涉及更逼真的套準圖像，或例如其已套準圖像中包括的標記。也可能根據圖像細節的分析估計套準準確性。

可以理解本發明可隨時應用于三幅以上的圖像，更多的可能路徑允許進行更寬范圍的平均。

可能重復處理，其中可獲得能使用的計算量。

附圖說明

現在通過參考附圖示例的方式描述本發明的實施例，其中：

圖1表示三幅圖像的示例集合以及它們之間所需的轉移；

圖2表示以三幅圖像構成的假設路徑集的二維的表示；

圖3表示平均處理和隨后錯誤的減少；以及

圖4表示由四幅圖像構成的假設路徑集的二維表示。

具體實施方式

挑戰就在于盡可能的獲取最正確的共同套準。許多內容需要小于1mm的誤差以便產生的結果能在醫療上使用。在圖像具有差的分辨率、差的對比度或包含假象的不理想的環境中，或當出現諸如PET或CT的困難組合時，已知的方法難以獲取所需的準確性級。

使用現存的自動套準方法的另一個問題在于對于預測的準確性級沒有確定的質量檢測。在手工套準中，用戶在兩幅圖像上放置多個界標，可能計算套準誤差的估計。沒有對應的自動方法的可能性存在。因此用戶必須依靠純粹視覺的檢查結果。

所有現在的自動的和手工的套準技術都使用目標圖像和參考圖像。使用共同套準處理的目標在于將目標圖像轉換為參考圖像。然而，用戶經常能訪問兩幅以上的圖像。示例可以是治療之前采用的無幀PET圖像，就正在治療之前使用幀和指定的框，利用CT圖像和MRI圖像共同套準。通過識別指定框的基準直接獲取CT圖像和MR圖像的共同套準。此后，目標圖像(PET圖像)一般套準在用作參考圖像的CT圖像或MRI圖像。