多模态探测系统图像融合的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:15710025 阅读:118 留言:0更新日期:2017-06-27 23:31
本发明专利技术公开了一种多模态探测系统图像融合的方法和装置,属于医学成像技术领域。方法包括:通过多模态探测系统探测目标对象,得到第一图像和第二图像,第一图像的FOV坐标系为第一坐标系,第二图像的FOV坐标系为第二坐标系;获取第一转换矩阵,第一转换矩阵用于将第一图像中的每个第一像素点在第一坐标系中的坐标转换为在第二坐标系中的坐标;根据第一转换矩阵和每个第一像素点在第一坐标系中的第一坐标,确定每个第一像素点在第二坐标系中的第二坐标;根据每个第一像素点的第二坐标和第二图像中的每个第二像素点在第二坐标系中的第三坐标,将第一图像和第二图像融合,得到多模态探测图像。本发明专利技术提高了第一图像和第二图像融合的准确性。

Method and device for image fusion of multi-mode detection system

The invention discloses a method and a device for image fusion of a multi-mode detection system, belonging to the technical field of medical imaging. The method includes: through the multimodal detection system detect target object, get the first image and the second image of the first image of FOV coordinates for the first coordinate system, second images of the FOV coordinate system for the second coordinate system; obtaining the first conversion matrix, the transformation matrix for the first coordinate conversion of each pixel in the first image of the first in the first coordinate department of the coordinates in the second coordinate system; according to the first conversion matrix and each of the first pixel in the first coordinate in the first coordinate, to determine the second coordinates of each pixel in the first second coordinate system; according to the third coordinates of each second pixel second coordinates and second images of each pixel in the first second coordinate system, the first image and the second image fusion, multi modal image detection. The invention improves the accuracy of the fusion of the first image and the second image.

【技术实现步骤摘要】
多模态探测系统图像融合的方法和装置
本专利技术涉及医学成像
,特别涉及一种多模态探测系统图像融合的方法和装置。
技术介绍
多模态探测系统中包括两种探测器,通过这两种探测器对同一目标对象进行探测,得到两张图像;将两张图像进行融合,得到多模态探测图像,通过对多模态探测图像进行分析,以实现对目标对象进行分析。例如,PET-CT(PositronEmissionTomography-ComputedTomography,正电子发射断层显像-计算机断层扫描)探测系统中包括PET探测器和CT探测器,通过PET探测器探测人体内病灶的PET图像,通过CT探测器探测人体器官组织的CT图像,将PET图像和CT图像进行融合,得到PET-CT图像;这样医生根据该PET-CT图像,能够发现人体内的病灶,并准确定位病灶位置。为了便于将PET图像和CT图像进行融合,在通过PET探测器探测PET图像,以及通过CT探测器探测CT图像之前,工程师手动调节PET探测器和CT探测器,将PET探测器的FOV(Field-of-View,视野)坐标系和CT探测器的FOV坐标系调节一致;也即PET探测器的FOV坐标系的原点和CT探测器的FOV坐标系的原点重合,PET探测器的FOV坐标系的X、Y、Z轴分别与CT探测器的FOV坐标系的X、Y、Z轴平行。在将PET图像和CT图像进行融合时,PET-CT探测系统中的控制终端根据PET图像中的每个第一像素点的第一坐标和CT图像中的每个第二像素点的第三坐标,将PET图像和CT图像进行融合,得到PET-CT图像,所述每个第一像素点的第一坐标为所述每个第一像素点在所述PET探测器的FOV坐标系中的坐标,所述每个第二像素点的第三坐标为所述每个第二像素点在所述CT探测器的FOV坐标系中的坐标。在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:由于机械调节精度的限制,PET探测器的FOV坐标系和CT探测器的FOV坐标系之间通常存在误差,从而导致上述图像融合的准确性差。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题,本专利技术提供了一种多模态探测系统图像融合的方法和装置。技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例提供了一种多模态探测系统图像融合的方法,所述方法包括:通过多模态探测系统探测目标对象,得到第一图像和第二图像,所述第一图像的视野FOV坐标系为第一坐标系,所述第二图像的FOV坐标系为第二坐标系;获取第一转换矩阵,所述第一转换矩阵用于将所述第一图像中的每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标转换为在所述第二坐标系中的坐标;根据所述第一转换矩阵和所述每个第一像素点的第一坐标,确定所述每个第一像素点的第二坐标,所述每个第一像素点的第一坐标为所述每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标,所述每个第一像素点的第二坐标为所述每个第一像素点在所述第二坐标系中的坐标;根据所述每个第一像素点的第二坐标和所述第二图像中的每个第二像素点的第三坐标,将所述第一图像和所述第二图像进行融合,得到多模态探测图像,所述每个第二像素点的第三坐标为所述每个第二像素点在所述第二坐标系中的坐标。在一种可能的设计中,所述获取第一转换矩阵,包括:通过所述多模态探测系统探测坐标配准模体,得到第三图像和第四图像,所述坐标配准模体包括n个点源,所述n个点源为能够被所述多模态探测系统探测到的对象,所述对象可以是混合了医用碘油的F18-FDG溶液或者固态点源,所述第三图像的FOV坐标系为第一坐标系,所述第四图像的FOV坐标系为第二坐标系,n为大于或等于4的整数;确定所述第三图像中的所述n个点源中的每个点源的第四坐标,以及确定所述第四图像中的所述每个点源的第五坐标,所述每个点源的第四坐标为所述每个点源在所述第一坐标系中的坐标,所述每个点源的第五坐标为所述每个点源在所述第二坐标系的坐标;根据所述每个点源的第四坐标和第五坐标,确定所述第一转换矩阵。在一种可能的设计中,所述确定所述第三图像中的所述n个点源中的每个点源的第四坐标,包括:对于所述每个点源,在所述第三图像中确定所述点源所在的球体,获取所述球体内每个第三像素点的像素值和第六坐标,所述每个第三像素点的第六坐标为所述每个第三像素点在所述第一坐标系中的坐标;根据所述每个第三像素点的像素值和第六坐标,通过以下公式一(1),确定所述点源的第四坐标:其中,(x4,y4,z4)为所述点源的第四坐标,(x6,y6,z6)为所述每个第三像素点的第六坐标,PixelValuep为所述每个第三像素点的像素值。在一种可能的设计中,所述确定所述第四图像中的所述每个点源的第五坐标,包括:对于所述每个点源,在所述第四图像中确定所述点源所在的球体,获取所述球体内每个第四像素点的像素值和第九坐标,所述每个第四像素点的第九坐标为所述每个第四像素点在所述第二坐标系中的坐标;根据所述每个第四像素点的像素值和第九坐标,通过以下公式一(2),确定所述点源的第五坐标:其中,(x5,y5,z5)为所述点源的第五坐标,(x9,y9,z9)为所述每个第四像素点的第九坐标,PixelValueq为所述每个第四像素点的像素值。在一种可能的设计中,所述根据所述每个点源的第四坐标和第五坐标,确定所述第一转换矩阵,包括:根据所述每个点源的第四坐标、第五坐标和所述第一转换矩阵的转换表达式,确定所述每个点源的坐标差异表达式;根据所述每个点源的坐标差异表达式,确定所述多个点源的总坐标差异表达式;根据所述总坐标差异表达式,确定满足预设条件的所述第一转换矩阵,所述预设条件为所述总坐标差异表达式的值是最小值。在一种可能的设计中,所述根据所述每个点源的第四坐标、第五坐标和所述第一转换矩阵的转换表达式,确定所述每个点源的坐标差异表达式,包括:根据所述每个点源的第四坐标和所述转换表达式,通过以下公式二,确定所述每个点源的第七坐标,所述每个点源的第七坐标为所述每个点源在所述第二坐标系中的坐标:公式二:(x7,y7,z7)=M×(x4,y4,z4)根据所述每个点源的第五坐标和第七坐标,通过以下公式三,确定所述每个点源的坐标差异表达式:公式三:Δx=(x5,y5,z5)-(x7,y7,z7)其中,(x7,y7,z7)为所述每个点源的第七坐标,(x5,y5,z5)为所述每个点源的第五坐标,(x4,y4,z4)为所述每个点源的第四坐标,M为所述转换表达式,Δx为所述坐标差异表达式。在一种可能的设计中,所述多模态探测系统为正电子发射断层显像-计算机断层扫描PET-CT探测系统,所述第一图像为PET探测器探测的PET图像,所述第二图像为CT探测器探测的CT图像,所述根据所述第一转换矩阵和所述每个第一像素点的第一坐标,确定所述每个第一像素点的第二坐标之前,所述方法还包括:根据所述第一转换矩阵,获取第二转换矩阵,所述第二转换矩阵用于将所述第二图像中的每个第二像素点在所述第二坐标系中的坐标转换为在所述第一坐标系中的坐标;根据所述第二转换矩阵和所述每个第二像素点的第三坐标,确定所述每个第二像素点的第八坐标,所述每个第二像素点的第八坐标为所述每个第二像素点在所述第一坐标系中的坐标;根据所述每个第二像素点的第八坐标和所述每个第一像素点的第一坐标,从所述第二图像中确定所述每个第一像素点的衰减系数;根据所述每个第一像素点的衰本文档来自技高网
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多模态探测系统图像融合的方法和装置

【技术保护点】
一种多模态探测系统图像融合的方法,其特征在于,所述方法包括:通过多模态探测系统探测目标对象,得到第一图像和第二图像,所述第一图像的视野FOV坐标系为第一坐标系,所述第二图像的FOV坐标系为第二坐标系;获取第一转换矩阵,所述第一转换矩阵用于将所述第一图像中的每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标转换为在所述第二坐标系中的坐标;根据所述第一转换矩阵和所述每个第一像素点的第一坐标,确定所述每个第一像素点的第二坐标,所述每个第一像素点的第一坐标为所述每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标,所述每个第一像素点的第二坐标为所述每个第一像素点在所述第二坐标系中的坐标;根据所述每个第一像素点的第二坐标和所述第二图像中的每个第二像素点的第三坐标,将所述第一图像和所述第二图像进行融合,得到多模态探测图像,所述每个第二像素点的第三坐标为所述每个第二像素点在所述第二坐标系中的坐标。

【技术特征摘要】
1.一种多模态探测系统图像融合的方法,其特征在于,所述方法包括:通过多模态探测系统探测目标对象,得到第一图像和第二图像,所述第一图像的视野FOV坐标系为第一坐标系,所述第二图像的FOV坐标系为第二坐标系;获取第一转换矩阵,所述第一转换矩阵用于将所述第一图像中的每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标转换为在所述第二坐标系中的坐标;根据所述第一转换矩阵和所述每个第一像素点的第一坐标,确定所述每个第一像素点的第二坐标,所述每个第一像素点的第一坐标为所述每个第一像素点在所述第一坐标系中的坐标,所述每个第一像素点的第二坐标为所述每个第一像素点在所述第二坐标系中的坐标;根据所述每个第一像素点的第二坐标和所述第二图像中的每个第二像素点的第三坐标,将所述第一图像和所述第二图像进行融合,得到多模态探测图像,所述每个第二像素点的第三坐标为所述每个第二像素点在所述第二坐标系中的坐标。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取第一转换矩阵,包括:通过所述多模态探测系统探测坐标配准模体,得到第三图像和第四图像,所述坐标配准模体包括n个点源,所述n个点源为能够被所述多模态探测系统探测到的对象,所述对象可以是混合了医用碘油的F18-FDG溶液或者固态点源,所述第三图像的FOV坐标系为第一坐标系,所述第四图像的FOV坐标系为第二坐标系,n为大于或等于4的整数;确定所述第三图像中的所述n个点源中的每个点源的第四坐标,以及确定所述第四图像中的所述每个点源的第五坐标,所述每个点源的第四坐标为所述每个点源在所述第一坐标系中的坐标,所述每个点源的第五坐标为所述每个点源在所述第二坐标系的坐标;根据所述每个点源的第四坐标和第五坐标,确定所述第一转换矩阵。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定所述第三图像中的所述n个点源中的每个点源的第四坐标,包括:对于所述每个点源,在所述第三图像中确定所述点源所在的球体,获取所述球体内每个第三像素点的像素值和第六坐标,所述每个第三像素点的第六坐标为所述每个第三像素点在所述第一坐标系中的坐标;根据所述每个第三像素点的像素值和第六坐标,通过以下公式一(1),确定所述点源的第四坐标:其中,(x4,y4,z4)为所述点源的第四坐标,(x6,y6,z6)为所述每个第三像素点的第六坐标,PixelValuep为所述每个第三像素点的像素值。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定所述第四图像中的所述每个点源的第五坐标,包括:对于所述每个点源,在所述第四图像中确定所述点源所在的球体,获取所述球体内每个第四像素点的像素值和第九坐标,所述每个第四像素点的第九坐标为所述每个第四像素点在所述第二坐标系中的坐标;根据所述每个第四像素点的像素值和第九坐标,通过以下公式一(2),确定所述点源的第五坐标:其中,(x5,y5,z5)为所述点源的第五坐标,(x9,y9,z9)为所述每个第四像素点的第九坐标,PixelValueq为所述每个第四像素点的像素值。5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述每个点源的第四坐标和第五坐标,确定所述第一转换矩阵,包括:根据所述每个点源的第四坐标、第五坐标和所述第一转换矩阵的转换表达式,确定所述每个点源的坐标差异表达式;根据所述每个点源的坐标差异表达式,确定所述多个点源的总坐标差异表达式;根据所述总坐标差异表达式,确定满足预设条件的所述第一转换矩阵,所述预设条件为所述总坐标差异表达式的值是最小值。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述每个点源的第四坐标、第五坐标和所述第一转换矩阵的转换表达式,确定所述每个点源的坐标差异表达式,包括:根据所述每个点源的第四坐标和所述转换表达式,通过以下公式二,确定所述每个点源的第七坐标,所述每个点源的第七坐标为所述每个点源在所述第二坐标系中的坐标:公式二:(x7,y7,z7)=M×(x4,y4,z4)根据所述每个点源的第五坐标和第七坐标,通过以下公式三,确定所述每个点源的坐标差异表达式:公式三:Δx=(x5,y5,z5)-(x7,y7,z7)其中,(x7,y7,z7)为所述每个点源的第七坐标,(x5,y5,z5)为所述每个点源的第五坐标,(x4,y4,z4)为所述每个点源的第四坐标,M为所述转换表达式,Δx为所述坐标差异表达式。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多模态探测系统为正电子发射断层显像-计算机断层扫描PET-CT探测系统,所述第一图像为PET探测器探测的PET图像,所述第二图像为CT探测器探测的CT图像,所述根据所述第一转换矩阵和所述每个第一像素点的第一坐标,确定所述每个第一像素点的第二坐标之前,所述方法还包括:根据所述第一转换矩阵,获取第二转换矩阵,所述第二转换矩阵用于将所述第二图像中的每个第二像素点在所述第二坐标系中的坐标转换为在所述第一坐标系中的坐标;根据所述第二转换矩阵和所述每个第二像素点的第三坐标,确定所述每个第二像素点的第八坐标,所述每个第二像素点的第八坐标为所述每个第二像素点在所述第一坐标系中的坐标;根据所述每个第二像素点的第八坐标和所述每个第一像素点的第一坐标,从所述第二图像中确定所述每个第一像素点的衰减系数;根据所述每个第一像素点的衰减系数,对所述第一图像进行校正。8.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜丽丽李楠于庆泽
申请(专利权)人:赛诺联合医疗科技北京有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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