[發明專利]腦圖譜與腦圖像的配準方法及裝置

有效

• 申請號: 201710045241.1
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106920228B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 唐宋元;楊健;艾丹妮;王涌天
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

本發明提供一種腦圖譜與腦圖像的配準方法及裝置，屬于醫學圖像處理技術領域。該方法包括：基于腦圖譜及N個訓練腦圖像，建立變形場模型；基于變形場模型及待配準的目標腦圖像，對腦圖譜進行變換，得到變換后的腦圖譜；將變換后的腦圖譜與目標腦圖像進行非剛體配準，得到相應的配準結果。本發明通過基于腦圖譜及N個訓練腦圖像，建立變形場模型?；谧冃螆瞿Ｐ偷玫阶儞Q后的腦圖譜，將變換后的腦圖譜與目標腦圖像進行非剛體配準。由于利用了統計原理，對N個訓練腦圖像的信息進行統計來優化變形場模型，并基于優化的變形場模型對腦圖譜進行變換，再將變換的腦圖譜與目標腦圖像進行配準，從而提高了配準精度，并提高了配準成功率。

技術領域

本發明涉及醫學圖像處理技術領域，更具體地，涉及一種腦圖譜與腦圖像的配準方法及裝置。

背景技術

目前，人們已經可以獲得大腦解剖及大腦功能對應的高維圖像，這些圖像給臨床診斷、外科手術的計劃及引導、疾病治療等醫療應用場景帶來了革命性的變化。在這些應用場景中，很重要的一點就是要確定重要區域，即醫生感興趣的區域位于圖像的哪個部位。過去醫生通常是從解剖書籍、圖譜及自身經驗來對感興趣區做出判斷，即使是經驗豐富的醫生也很難與患者的實際圖像聯系起來，更不用說缺乏臨床經驗的醫生，而數字化腦圖譜可以很好的解決這一問題。

數字化腦圖譜是通過某種特定掃描裝置獲取腦部數據，將腦部數據經3D分割處理，加上解剖標識再輔以3D可視化技術的結果。借助于數字腦圖譜，醫生可以在3D空間內對人腦中感興趣區域進行任意縮放、旋轉和平移，以能夠認真細致地觀察，從而為相應手術提供了重要的參考信息。另外，它也是神經解剖教學的良好工具，使人們很容易了解各神經解剖結構間的空間關系。數字腦圖譜有詳細的解剖標識，這一性質使它可以作為圖像分割的標準模板，從而可對任何待分析腦圖像中的多個感興趣區域同時做特征描述。目前國內外學者已經開發出了一些數字化腦圖譜，比較有代表性的有有Talairach腦圖譜，WholeBrain腦圖譜，VOXEL-MAN腦圖譜，BrainWeb腦圖譜等。在使用數字化腦圖譜的時候，需要將腦圖譜配準到病患者的腦圖像上，或將病患者的腦圖像配準到腦圖譜上，這樣可以很方便地確定感興趣區域對應在患者腦圖像上的位置。因此，如何對腦圖譜與腦圖像進行配準是個非常重要的問題。其中，醫學圖像配準是指對于一幅醫學圖像尋求一種或一系列空間變換，使它與另一幅醫學圖像上的對應點達到空劇上的一致。這種一致是指人體上的同一解剖點在兩張匹配圖像上有相同的空間位置，配準的結果應使兩幅圖像上所有的解剖點，或至少是所有具有診斷意義的點及手術感興趣的點都達到匹配?，F有的配準方法主要是對腦圖譜與腦圖像進行非剛體配準。其中，非剛體配準主要是計算變形場，變形場通常需要用很多參數來表示，一般情況下使用默認參數表示變形場。通過變形場對腦圖譜進行變換，再將變換后的腦圖譜與腦圖像進行配準。

在實現本發明的過程中，發現現有技術至少存在以下問題：由于在進行非剛體配準時主要是使用默認參數來表示變形場，而默認參數很容易導致失配。因此，配準精度較低。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的腦圖譜與腦圖像的配準方法及裝置。

根據本發明的一方面，提供了一種腦圖譜與腦圖像的配準方法，該方法包括：

基于腦圖譜及N個訓練腦圖像，建立變形場模型；

基于變形場模型及待配準的目標腦圖像，對腦圖譜進行變換，得到變換后的腦圖譜；

將變換后的腦圖譜與目標腦圖像進行非剛體配準，得到相應的配準結果。

根據本發明的另一方面，提供了一種腦圖譜與腦圖像的配準裝置，該裝置包括：

建立模塊，用于基于腦圖譜及N個訓練腦圖像，建立變形場模型；

變換模塊，用于基于變形場模型及待配準的目標腦圖像，對腦圖譜進行變換，得到變換后的腦圖譜；