[發明專利]一種多模態醫學影像配準方法、配準系統、計算設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202010306670.1
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN113538209A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王圣平;朱森華;常敦瑞;于洋
• 申請（專利權）人: 成都連心醫療科技有限責任公司
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/11;G16H30/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 林聰源

本發明公開了一種多模態醫學影像配準方法、配準系統、計算設備和存儲介質，包括：訓練用于分割CT影像中全身人體區域的卷積神經網絡模型；將待分割CT影像輸入卷積神經網絡模型中，得到CT影像的人體區域范圍；將待分割CT影像與人體區域范圍進行區域差分計算，得到只含有人體區域的CT影像；對只含有人體區域的CT影像進行處理，得到待配準CT影像；其中，待配準CT影像與待分割CT影像的尺寸與物理間距一致；對T1MRI影像進行插值處理，得到與待配準CT影像相同尺寸的待配準T1MRI影像；以待配準CT影像為參考影像，將待配準T1MRI影像向待配準CT影像進行配準變換，完成多模態醫學影像配準。

技術領域

本發明涉及影像配準技術領域，具體涉及一種多模態醫學影像配準方法、配準系統、計算設備和存儲介質。

背景技術

現代醫療診斷離不開各種醫學影像的支持，醫學多模態成像一般包含CT、磁共振成像(簡稱MRI)和PET等成像模式，它們成像各有特點，CT對于人體密度高的組織成像清晰，如骨骼、肝臟、肺和腎等組織，成像優勢明顯。MRI對軟組織成像分辨率高，可進行多參數/任意方位成像，對組織器官即可以進行結構成像也可以進行功能性成像。PET正電子發射斷層攝影(PET)是新發展起來的核醫學檢查方法。

為得到全面豐富的病人信息,需要將多種模態的醫學影像信息融合,而醫學影像配準是醫學影像融合的基礎和關鍵技術。通過多模態醫學影像配準技術，可有效緩解不同成像模態在分辨率、組織位移、形變等造成的空間位置不匹配問題，進而可以讓采自不同醫療設備下的CT、MRI、PET等成像結果在空間上疊加顯示，從而可以在相同的空間位置上觀察某個特定器官的多種成像結果，帶給醫生更豐富診斷信息。

目前醫學影像配準技術主要分為兩種，一種是以剛性配準、彈性配準為主的傳統方法，另一種是以深度學習神經網絡為代表的無監督配準方法。神經網絡配準方法在算法上存在數據適應性較差、魯棒性不高的問題，還未被廣泛應用。在目前主流的傳統醫學影像配準方法中，因為不同模態的醫學影像在成像過程中存在不同的影像噪音，如何降低影像噪音是提高最終配準效果的關鍵。但，在放療依賴的CT影像中，CT影像在對人體成像的同時通常都含有掃描機器的床板成像，而MRI、PET影像則沒有明顯的床板。因此，如果對CT影像和其它模態的醫學影像直接進行配準，CT影像中的床板部分會對配準的效果產生較大的干擾，直接影響配準結果。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種多模態醫學影像配準方法、配準系統、計算設備和存儲介質，其利用深度學習神經網絡的前處理方法來去除床板等干擾，然后再配合配準算法實現醫學影像配準。

本發明公開了一種多模態醫學影像配準方法，包括：

訓練用于分割CT影像中全身人體區域的卷積神經網絡模型；

將待分割CT影像輸入所述卷積神經網絡模型中，得到CT影像的人體區域范圍；

將所述待分割CT影像與所述人體區域范圍進行區域差分計算，得到只含有人體區域的CT影像；

對只含有人體區域的CT影像進行處理，得到待配準CT影像；其中，所述待配準CT影像與所述待分割CT影像的尺寸與物理間距一致；

對T1 MRI影像進行插值處理，得到與所述待配準CT影像相同尺寸的待配準T1 MRI影像；

以所述待配準CT影像為參考影像，將所述待配準T1 MRI影像向所述待配準CT影像進行配準變換，完成多模態醫學影像配準。

作為本發明的進一步改進，所述卷積神經網絡模型的訓練方法，包括：

采集預設數量且包含完整人體的CT影像，在所有CT影像上勾畫出全身人體區域，作為網絡訓練標簽；

對所述CT影像和網絡訓練標簽進行插值和裁剪，得到同一物理間距和尺寸的CT影像和網絡訓練標簽；