[發明專利]核磁共振圖像序列的配準方法及設備

有效

• 申請號: 201810988485.8
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109035316B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 徐奕寧;吳振洲
• 申請（專利權）人: 北京安德醫智科技有限公司
• 主分類號: G06T7/38
• 分類號: G06T7/38;G06N3/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明公開了一種核磁共振圖像序列配準方法及設備。該方法包括：響應于用戶的操作，將患者的核磁共振圖像序列作為待配準圖像序列；使用卷積神經網絡，在所述待配準圖像序列與預先生成的參考圖像序列之間進行圖像配準，其中所述參考圖像序列中的多幅圖像中的特定區域相互對齊，并且其中所述卷積神經網絡包含用于圖像配準的判別性特征，以及其中所述判別性特征用于判別將所述待配準圖像序列中的圖像相對于所述參考圖像序列中相應的圖像所進行的圖像平移、圖像縮放、圖像旋轉和/或圖像錯切；以及輸出經配準的核磁共振圖像序列。本發明通過利用該卷積神經網絡中的用于圖像配準的判別性特征，可以一次性完成圖像配準，從而大幅縮短圖像配準時間。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種核磁共振圖像序列的配準方法及設備。

背景技術

目前，圖像處理技術和模式識別蓬勃發展，機器學習理論和方法日新月異。醫學是人類生活關系最密切的領域之一，因此醫學圖像處理越來越受到人們的關注。

醫學圖像處理中的一個重要分支涉及根據核磁共振圖像將腦部異常進行分類。如果根據患者的核磁共振圖像，將他的腦部異常更準確的分類為各種囊腫或腫瘤，則將更有利于醫生制定相應手術計劃。

腦部異常分類的基礎是腦部核磁共振圖像序列配準。通常，因為各患者拍攝核磁共振圖像時的不同旋轉角度、不同深度等級以及不同腦部尺寸，所以任意兩幅腦部核磁共振圖像中的腦部特定區域是無法嚴格對齊的。因此，腦部核磁共振圖像序列配準是指將不同圖像標定到同一坐標系中的過程，從而在不同時間、從不同視角或由不同傳感器拍攝的不同圖像中實現腦部特定區域在尺寸上相似并且嚴格對齊。

相關技術中，人們已進行了若干醫學圖像配準研究。通常，這些工具包中實施的配準過程通過迭代更新變換參數來執行，直至用于度量待配準的兩幅圖像的相似度的預定義指標達到最優化。這些方法雖然已經取得了不錯的表現，但是它們的配準速度緩慢，這主要因為迭代更新算法針對每一個新的配準任務都需要從頭開始進行優化。

發明內容

本發明旨在提供一種核磁共振圖像序列配準方法及設備，能夠解決相關技術中配準速度緩慢的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種核磁共振圖像序列配準方法。該方法包括：響應于用戶的操作，將患者的核磁共振圖像序列作為待配準圖像序列；使用卷積神經網絡，在所述待配準圖像序列與預先生成的參考圖像序列之間進行圖像配準，其中所述參考圖像序列中的多幅圖像中的特定區域相互對齊，并且其中所述卷積神經網絡包含用于圖像配準的判別性特征，以及其中所述判別性特征用于判別將所述待配準圖像序列中的圖像相對于所述參考圖像序列中相應的圖像所進行的圖像平移、圖像縮放、圖像旋轉和/或圖像錯切；以及輸出經配準的核磁共振圖像序列。

優選地，使用所述卷積神經網絡，在所述待配準圖像序列與預先生成的參考圖像序列之間進行圖像配準，包括：在所述待配準圖像序列中依次選擇每張待配準圖像；在所述參考圖像序列中依次確定與所述待配準圖像相應的參考圖像；以及使用所述卷積神經網絡，在所述待配準圖像與其相應的參考圖像之間進行圖像配準。

優選地，使用所述卷積神經網絡，在所述待配準圖像與其相應的參考圖像之間進行圖像配準，包括：使用所述卷積神經網絡，分別獲取所述待配準圖像與所述參考圖像中的判別性特征；確定所獲取的判別性特征之間的非線性關系和相應的圖像變換矩陣；以及使用所確定的圖像變換矩陣，對所述待配準圖像進行仿射變換。

優選地，使用所述卷積神經網絡，分別獲取所述待配準圖像與所述參考圖像中的判別性特征，包括：使用所述卷積神經網絡中的編碼器，分別對所述待配準圖像與所述參考圖像進行以下一項或多項操作：卷積、池化、密集化、扁平化、級聯，其中所述一項或多項操作的每項操作參數對于所述待配準圖像與所述參考圖像均相同。