[發明專利]基于管狀結構檢測的三維US/MR配準融合方法及裝置

在審

• 申請號: 202110971889.8
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113689480A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 楊健;董嘉慧;王涌天;范敬凡;宋紅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/13;G06T5/50;G06T5/30
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

1.基于管狀結構檢測的三維US/MR配準融合方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)將經過不同尺度和方向的線結構元素處理后的三維US/MR圖像表示為張量；

(2)通過分析多尺度張量的特征值來獲得血管概率；

(3)利用結合三維US/MR圖像的局部信息和全局信息的新的活動輪廓模型，從血管概率圖中提取血管邊緣；

(4)基于血管檢測的結果，利用帶回溯的最小路徑傳播算法提取血管中心線，通過血管分叉點及端點之間的剛性配準完成兩幅圖像的初始剛性配準；

(5)將剛性配準后的血管作為標簽和sMIND共同構建彈性配準相似性測度，完成三維US/MR圖像的配準融合。

2.根據權利要求1所述的基于管狀結構檢測的三維US/MR配準融合方法，其特征在于：所述步驟(1)中，將基于不同方向和不同尺度的線性結構元素的多尺度底帽變換和局部張量表示MBHT相結合來檢測血管，給定一個三維US/MR圖像I(p)，一堆三維線性結構化元素為原點的鄰域的集合，其中，p是三維US/MR圖像體素位置[x，y，z]^T的列向量表示，σ_i是一個范圍為σ_i∈[1，9]的整數，表示不同的尺度，u_j＝[sin(θ_j)cos(φ_j)，sin(θ_j)sin(φ_j)，cos(θ_j)]^T(θ_j∈[0；180]，φ_j∈[0；360))取值為12，表示不同的方向。

3.根據權利要求2所述的基于管狀結構檢測的三維US/MR配準融合方法，其特征在于：所述步驟(1)中，多尺度底帽變換操作是由基本的膨脹和腐蝕算子的組合而成的，多尺度膨脹定義為將中的值與當前I子圖像的值相加的最大值：

其中，sup為上限值，x∈E表示圖像中歐氏空間的所有點，多尺度腐蝕則表示差異的最小值：

其中，inf是最小值；從這兩個操作中，進一步定義多尺度形態學閉(·)濾波：

通過將原始圖像與進行過閉操作的圖像進行對比，將能夠提取暗區域的，具有不同尺度σ_i和不同方向u_j的多尺度底帽變換定義為：

而后，對底帽圖像堆棧進行組合，得到三維US/MR圖像I(p)的局部張量表示

4.根據權利要求3所述的基于管狀結構檢測的三維US/MR配準融合方法，其特征在于：所述步驟(2)中，通過分析張量矩陣的特征值之間的關系來檢測三維血管結構，通過計算張量矩陣特征值的比值來得到三維US/MR圖像在σ_i尺度下的血管概率

其中：

其中，α，θ和c是用戶自定義的實值正參數，和分別為張量矩陣在σ_i尺度上的特征值，的取值范圍為0-1，該值越接近于1，表示為血管的概率越大

血管概率圖的計算方式如下：

具有最大血管響應max_σ∈m(V_σ)的尺度σ_i是表示血管概率圖的最合適的尺度，該尺度下的血管概率圖輸入局部-全局活動輪廓方法，提取出血管邊緣。