[發明專利]確定與醫學圖像的位移的系統

有效

• 申請號: 201910522025.0
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN110136176B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: G·蓋爾加諾弗;I·卡瓦利科夫
• 申請（專利權）人: 優瑞技術公司
• 主分類號: G06T7/32
• 分類號: G06T7/32
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

相位相關法(PCM)可以用于對甚至患者的配準體積的第一和第二圖像之間存在非剛性變形的3D醫學圖像進行平移和/或旋轉對準。

本申請是申請號為201480073644.1、申請日為2014年12月3日、發明名稱為“使用相位相關對存在非剛性變形的醫學圖像的單模態和多模態對準”的PCT國際發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

本申請請求2013年12月3日提交的美國臨時申請No.61/911,379的優先權，將該臨時申請公開的內容通過引用并入本文。

技術領域

本文描述的主題涉及使用相位相關作為工具以對存在非剛性變形的醫學圖像進行單模態和多模態平移對準。

背景技術

在許多醫學成像操作例如圖像配準、圖像融合、多幀成像等中，平移圖像對準是基本的和通常使用的預處理步驟。在許多應用中，對準算法快速并對噪聲穩健是至關重要的。當在圖像中存在有小變形(例如，由于患者呼吸和器官移動產生的變形)或當不同類型的成像模態產生要被配準的兩個圖像時，圖像對準的問題甚至變得更加具有挑戰性。在這樣的情況下，基于強度的相似性測量可能展現非凸行為，其使得問題難以進行優化。這樣的困難的例子示意于圖1中，其示出了曲線圖100，曲線圖100描繪了對于患者身體的骨盆區域的一對圖像作為沿患者軸線的平移位移的函數的交叉相關相似性測量的值。圖1的曲線圖100除了其他方面之外還示出了，利用基于梯度的優化方案，局部極大值的存在可能如何造成求解全局極大值中的困難。

發明內容

與當前主題的實現方式一致，相位相關法(PCM)可以被可靠地用于在數據集中存在非剛性變形的3D醫學圖像的平移和/或旋轉對準。

在一個方面中，一種方法包括使用相位相關法將在第一時間獲取的患者的第一配準體積的第一醫學圖像和在第二時間獲取的患者的第二配準體積的第二醫學圖像進行比較。所述比較包括計算在共同配準柵格中正確對準第一和第二醫學圖像要求的平移和旋轉中的至少一者。所述方法還包括基于所述計算確定對患者的物理位置和物理取向中的至少一者的改變。所述改變校正成像于第二圖像中的患者的第二位置以更接近地符合成像于第一圖像中的患者的第一位置。輸出所述改變。

在可選的變型中，下列特征中的一個或多個可以包括在任意可行的組合中。可以使用相同的成像模態或不同的成像模態獲得第一圖像和第二圖像。可以對第一配準體積和第二配準體積進行下采樣以創建具有比第一配準體積和第二配準體積中的任一者低的分辨率的共同配準柵格。可替換地或額外地，可以確定第一配準體積和第二配準體積包括不同的分辨率以及第一配準體積和/或第二配準體積可以在共同配準柵格上被重采樣。沿共同配準柵格的每個維度的共同分辨率可以被設置為第一配準體積的第一初始分辨率和第二配準體積的第二初始分辨率中的較低的一者。

所述比較可以包括識別第一配準體積和第二配準體積的歸一化互功率譜中的峰值。識別歸一化互功率譜中的峰值可以包括找到歸一化互功率譜的傅里葉變換的最大強度以及從具有比閾值大的強度的多個體素中選擇一體素，該體素周圍的鄰域體素的體素強度的和最高。鄰域體素可以在限定為沿共同配準柵格的每個維度的多個體素的一部分的窗口中。所述方法還可以包括通過計算鄰域體素的體素強度的質心來改善峰值的位置。

在一些變型中，可以將所述改變應用到患者的物理位置和/或物理取向，并且可以在應用改變之后對患者執行醫療程序。醫療程序可以包括輻射治療和手術程序中的至少一者。

描述了與該方案一致的系統和方法，并描述了包括被有形地實施的機器可讀介質的物件，所述被有形地實施的機器可讀介質可進行操作以使得一個或多個機器(例如，計算機等)產生本文描述的操作。類似地，還描述了可包括處理器和聯接到處理器的存儲器的計算機系統。存儲器可以包括使得處理器執行本文描述的一個或多個操作的一個或多個程序。