[發(fā)明專利]CT圖像與MR圖像的融合方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110326653.5
• 申請(qǐng)日: 2011-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN102426702A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉尚爭(zhēng);陳居現(xiàn);王國(guó)琿;王澤生;劉忠超;苗金全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南陽(yáng)理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T5/50
• 分類號(hào): G06T5/50
• 代理公司: 南陽(yáng)市智博維創(chuàng)專利事務(wù)所 41115
• 代理人: 楊士鈞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到醫(yī)學(xué)造影圖像的融合，特別涉及一種CT圖像與MR圖像的融合方法。

背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是一個(gè)綜合多種學(xué)科成果與先進(jìn)技術(shù)的綜合性，實(shí)用性學(xué)科領(lǐng)域。各種模式的醫(yī)學(xué)圖像從視覺角度為醫(yī)生及研究人員提供了豐富、直觀、定性及定量的人體生理信息，成為診斷各種疾病的重要技術(shù)手段。由于不同模式的設(shè)備對(duì)人體內(nèi)大到組織小到分子原子有不同的靈敏度和分辨率，因而有它們各自的適用范圍和局限性。計(jì)算機(jī)斷層造影術(shù)（ＣＴ）圖像具有較好的空間分辨率和幾何特性，對(duì)人體軟組織對(duì)比度較低，對(duì)骨骼反映清晰。計(jì)算機(jī)斷層造影術(shù)（ＣＴ）圖像成像骨骼清晰、分辨率高，可為病灶的定位起到良好的參照作用，但其對(duì)病灶本身的顯示比較差。CT對(duì)具有相似電子密度的軟組織結(jié)構(gòu)區(qū)分能力很差。?如果將這兩種圖像融合，則可結(jié)合兩種圖像的優(yōu)勢(shì)。通過圖像融合有效地顯示骨骼的定位信息和軟組織細(xì)節(jié)，大大提高病灶的定位準(zhǔn)確性。

核磁共振（ＭＲ）圖像可清晰反映軟組織、器官、血管等的解剖結(jié)構(gòu)，但對(duì)鈣化點(diǎn)不敏感，對(duì)剛性的骨組織顯示差，且受到磁干擾會(huì)發(fā)生幾何失真。各種模態(tài)的醫(yī)學(xué)圖像從不同角度反映人體信息，單獨(dú)從某一種圖像中無法得到全面的診斷信息。需要將不同模態(tài)圖像信息綜合在一起，得到更豐富的信息，以便了解病變組織或器官的更多數(shù)據(jù)，從而做出準(zhǔn)確的判斷或制定出合適的治療方案。而多種圖像又須借助醫(yī)生的空間構(gòu)想和推測(cè)去綜合判定他們所需要的信息，其準(zhǔn)確性受到主觀影響，更主要的是一些信息將可能被忽視。醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)以計(jì)算機(jī)圖像處理方法代替了醫(yī)生的人工綜合方式，可以提高診斷效率和可靠性，并精確指導(dǎo)神經(jīng)外科手術(shù)及放射治療等。

醫(yī)學(xué)圖像融合一般指對(duì)２個(gè)或２個(gè)以上不同醫(yī)學(xué)成像設(shè)備獲得的同一病灶區(qū)域的圖像進(jìn)行匹配和重建，從而獲得互補(bǔ)信息，增加信息量，使臨床診斷和治療更加準(zhǔn)確和完善。二十世紀(jì)八十年代開始，醫(yī)學(xué)圖像融合開始逐漸引起臨床醫(yī)學(xué)界的關(guān)注，當(dāng)時(shí)的一些研究采用的一般是比較直觀和簡(jiǎn)單的融合方法，如逐像素加權(quán)求平均，利用邏輯運(yùn)算符進(jìn)行濾波等等，效果往往并不理想。

到了九十年代，醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)成為當(dāng)代醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域的前沿課題，對(duì)未來醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)步發(fā)揮深遠(yuǎn)的影響。在這一階段，其它融合方法開始陸續(xù)被提出，例如，Burt提出了Laplacian金字塔法、Akerman提出了Gaussian金字塔分解法、Toet提出的低通比率金字塔法以及多分辨率形態(tài)濾波法和小波變換法等。促進(jìn)了醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)的飛速發(fā)展。這類多尺度變換圖像融合技術(shù)存在兩方面問題：第一，算法復(fù)雜、耗時(shí)較多。多尺度變換圖像融合技術(shù)需要對(duì)每一幅源圖像分別進(jìn)行多尺度變換，按照一定的融合方案進(jìn)行信息融合，得到融合圖像的多尺度表示，然后進(jìn)行相應(yīng)的逆變換得到融合圖像。多尺度變換圖像融合算法共需要進(jìn)行2次圖像的多尺度變換和1次逆變換，這3次圖像變換占用了大部分時(shí)間。第二，僅向融合圖像傳遞絕對(duì)信息，忽略相對(duì)信息。多尺度變換技術(shù)的目標(biāo)是獲得圖像或信號(hào)的稀疏表達(dá)，變換系數(shù)表示圖像或信號(hào)所包含的某種頻率成分的多少，不包含該成分在全部頻率中的比例。從本質(zhì)上說，變換系數(shù)是絕對(duì)信息。目前的多尺度變換圖像融合技術(shù)根據(jù)各種融合方案直接向融合圖像傳遞變換系數(shù)，就忽略了相對(duì)信息，直接導(dǎo)致融合圖像的對(duì)比度下降。

發(fā)明內(nèi)容

?為克服上述技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種CT圖像與MR圖像的融合方法。本發(fā)明所述融合方法直接根據(jù)灰度直方圖計(jì)算源圖像的對(duì)比度和二階對(duì)比度，不需要對(duì)源圖像進(jìn)行圖像變換，顯著減少了運(yùn)算量，提高了程序執(zhí)行效率，且融合圖像的主觀效果有明顯提高。

?為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述CT圖像與MR圖的像融合方法包括以下步驟：

(1)???對(duì)輸入CT和MR圖像，分別確定其背景灰度值；

(2)???根據(jù)背景灰度值，利用如下公式分別計(jì)算CT和MR圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的對(duì)比度值：?

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其中，I(x,y)是圖像中(x,y)像素的灰度值，I_M是圖像的背景灰度值；

(3)???確定CT和MR圖像對(duì)比度分布的眾數(shù)；

(4)???根據(jù)對(duì)比度分布的眾數(shù)，利用如下公式分別計(jì)算CT和MR圖像的二階對(duì)比度：

其中C(x,y)是像素(x,y)的對(duì)比度，C_M是圖像對(duì)比度值的眾數(shù)；