[發明專利]一種CT-CBCT影像形變配準方法

在審

• 申請號: 202110209143.3
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112862873A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中科超精（南京）科技有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

本發明提供了一種CT?CBCT影像形變配準方法。屬于醫學圖像處理技術領域，具體步驟：對CBCT圖像與CT圖像進行預處理；建立圖像A與B局部控制點并確定控制點的領域與尺寸；比較圖像A第i個控制點Q_Ai鄰域灰度均值E_A與圖像B第i個控制點Q_Bi鄰域灰度均值E_B的大小；完成一組CT和一組CBCT圖像的形變配準。本發明對控制點鄰域灰度校正配準采用兩級評價判斷出暗區與偽影區，從而根據是否暗區以及是否偽影區有針對性的對兩組圖像進行局部灰度校正配準；另外，本發明基于參與配準的兩組圖像利用梯度變化特征并采用網格劃分機制建立了局部控制點，基于控制點鄰域進行局部灰度校正配準避免了全局盲配。

技術領域

本發明涉及醫學圖像處理技術領域，具體涉及一種CT-CBCT影像形變配準方法，特別是涉及一種基于控制點鄰域灰度校正的CT-CBCT圖像形變配準方法。

背景技術

醫學圖像配準是精準放射治療的關鍵技術之一，并為病情診斷、靶區勾畫、精準擺位和精準治療提供依據。多模態圖像形變配準能夠為醫生和物理師提供更加豐富的醫學圖像信息。

傳統的形變配準方法在處理CT-CBCT形變配準問題時往往由于圖像對比度不足以及灰度不連續性等問題導致CT-CBCT圖像誤配或錯配現象的發生，為解決這些問題時，國內外研究學者提出全局強度校正方法來對CBCT圖像進行預處理，目的是將CBCT-CT多模態的形變配準轉換成同模態的形變配準問題，但是在實際的CT-CBCT形變配準研究中發現偽影總是局部存在的，這會破壞原本的強度或灰度分布對應關系，因此需要對存在偽影的CBCT圖像進行局部灰度校正，邊對CBCT圖像進行校正邊對CT-CBCT圖像進行匹配從而完成CT-CBCT的最終配準。

本發明克服了CBCT偽影帶來的強度分布或灰度分布不對應致使CT-CBCT圖像誤配或錯配的不足，不是盲目地對CT-CBCT圖像進行全局配準，而是對CT-CBCT圖像進行局部灰度校正配準，首先基于CBCT圖像的灰度特征并利用網格劃分機制構建了局部控制點，然后對控制點鄰域灰度校正配準采用兩級評價判斷出暗區與偽影區，從而根據是否暗區以及是否偽影區有針對性的對兩組圖像進行局部灰度校正配準，最后對所有待配準層的CBCT圖像進行局部灰度校正配準得到所有層CBCT圖像的形變矩陣，完成了整組CT與CBCT圖像的形變配準。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：克服CBCT偽影帶來的強度分布或灰度分布不對應致使CT-CBCT圖像誤配或錯配的不足，提出了一種基于控制點鄰域灰度校正的CT-CBCT圖像形變配準方法，對控制點鄰域灰度采用兩級評價判斷出暗區與偽影區，從而根據是否暗區以及是否偽影區進行相應的局部灰度校正，得到CBCT圖像的形變矩陣，完成CT-CBCT圖像形變配準。

本發明的技術方案是：一種CT-CBCT影像形變配準方法，具體操作步驟如下：

步驟(1.1)、對CBCT圖像與CT圖像進行預處理；

步驟(1.2)、建立圖像A與B局部控制點并確定控制點的鄰域與尺寸；

步驟(1.3)、對圖像A的局部控制點鄰域進行第一級評價，即暗區評價，比較圖像A第i個控制點Q_Ai鄰域灰度均值E_A與圖像B第i個控制點Q_Bi鄰域灰度均值E_B的大小；

若E_A≥m_EE_B，其中，m_E為常數，取值是：0.5≤m_E≤1.0，則判定圖像A第i個控制點Q_Ai鄰域為非暗區，對圖像A第i個控制點鄰域參照圖像B第i個控制點鄰域進行直方圖校正配準，輸出圖像A局部控制點鄰域形變矩陣M_1i，矩陣大小與D_Ai一致；