[發(fā)明專利]電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010275856.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN101984462A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉艷;王化祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/50
• 分類號(hào): G06T5/50;G06T7/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法。

背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)成像已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域不可或缺的一部分，其應(yīng)用貫穿于整個(gè)臨床工作，不僅廣泛用于疾病診斷，而且在外科手術(shù)和放射治療等的計(jì)劃設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及療效評(píng)估方面發(fā)揮著重要作用。目前，醫(yī)學(xué)圖像分為解剖圖像和功能圖像兩個(gè)部分。解剖圖像主要描述人體形態(tài)信息，包括X射線透射成像、CT、MRI、US以及各類內(nèi)窺鏡(如腹腔鏡及喉鏡)獲取的序列圖像等；功能圖像主要描述人體代謝信息，包括PET、SPECT、fMRI等。電阻抗斷層成像(EIT)技術(shù)是近三十年新興的無(wú)創(chuàng)功能成像技術(shù)，它具有無(wú)核素、無(wú)輻射、體積小、價(jià)格低及可連續(xù)成像等特點(diǎn)，是一種新的功能成像技術(shù)。

電阻抗斷層成像與解剖成像是兩種不同的成像模式，前者提供的是功能分布信息，后者提供的是解剖結(jié)構(gòu)分布信息，不同成像模式提供的圖像信息是具有互補(bǔ)性的，為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，有必要將兩種類型圖像的有效信息進(jìn)行整合。目前，功能圖像與解剖圖像進(jìn)行合成的僅有PET與CT或MRI的圖像合成，而沒有將電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像合成的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法，該方法解決了電阻抗斷層功能圖像信息與臨床解剖圖像信息的有效合成問(wèn)題，為臨床診斷和治療提供更加充分、全面的解剖和功能圖像信息。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法，包括如下步驟：

(1)獲取相同時(shí)刻的電阻抗斷層功能圖像和解剖圖像；

(2)將電阻抗斷層功能圖像和解剖圖像進(jìn)行邊界配準(zhǔn)；

(3)提取電阻抗斷層功能圖像中的電阻抗敏感區(qū)域的圖像特征；

(4)將電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像使用圖像分割方法進(jìn)行圖像合成得到偽彩色顯示的合成圖像。

而且，在步驟(1)和(3)之間還包括采用共軛梯度方法重構(gòu)電阻抗斷層功能圖像的步驟。

而且，所述重構(gòu)電阻抗斷層功能圖像的具體步驟：

(1)采用canny算子提取解剖圖像的邊界特征；

(2)利用解剖圖像的邊界特征建立電阻抗斷層成像數(shù)學(xué)模型進(jìn)行正問(wèn)題求解；

(3)采用共軛梯度法重建具有與解剖圖像相同邊界特征的電阻抗斷層功能圖像。

而且，所述步驟(4)中的圖像分割方法是將電阻抗敏感區(qū)域的圖像特征用顏色映射到解剖圖像中的對(duì)應(yīng)位置，從而得到偽彩色顯示的合成圖像。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、本方法有效地將電阻抗斷層功能圖像信息與解剖圖像信息合成生成偽彩色顯示圖像，充分發(fā)揮了電阻抗斷層圖像及高分辨率的解剖圖像各自的特點(diǎn)，將兩種圖像進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互融合，既能反映解剖結(jié)構(gòu)又能反映測(cè)量區(qū)域電導(dǎo)率變化情況，為臨床診斷和治療提供更加充分、全面的解剖和功能圖像信息。

2、本方法解決了電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的有效合成問(wèn)題，其與目前的PET/CT技術(shù)相比具有處理方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)以及可連續(xù)多次成像的優(yōu)勢(shì)。

3、本發(fā)明將電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像進(jìn)行合成生成偽彩色顯示圖像，解決了電阻抗斷層功能圖像信息與臨床解剖圖像信息的有效融合問(wèn)題，為臨床診斷和治療提供更加充分、全面的解剖和功能圖像信息，具有處理方法簡(jiǎn)單、性能高且易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。

一種電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法，是將電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像信息合成在一起從而獲得偽彩色顯示的合成圖像，為臨床診斷和治療提供一種更加充分、全面的解剖和功能圖像信息。電阻抗斷層功能圖像(fEIT功能圖像)和解剖圖像(CT解剖圖像)是采用不同的成像系統(tǒng)在同一時(shí)刻獲取的圖像。

一種電阻抗斷層功能圖像與解剖圖像的合成方法，包括如下步驟：

(1)獲取相同時(shí)刻的電阻抗斷層功能圖像和解剖圖像；

(2)采用共軛梯度方法重構(gòu)電阻抗斷層功能圖像；

重構(gòu)電阻抗斷層功能圖像的目的在于提高電阻抗斷層功能成像質(zhì)量，共軛梯度方法的具體步驟為：

①采用canny算子提取解剖圖像的邊界特征；

②利用解剖圖像的邊界特征建立電阻抗斷層成像數(shù)學(xué)模型進(jìn)行正問(wèn)題求解；

電阻抗成像電阻抗斷層成像數(shù)學(xué)模型可以用如下線性系統(tǒng)方程：

Ax＝b