用于改进多模态图像融合中的配准准确度的智能标志选择制造技术

用于图像配准的系统和方法包括被配置为识别第一图像(110)的内部标志的图像特征检测模块(116)。图像配准和变换模块(118)被配置为使用处理器来计算配准变换，以基于表面标志将第二图像(112)与所述第一图像配准，以得到经配准的图像。标志识别模块(120)被配置为使用所述配准变换将所述内部标志覆盖到所述第二图像上、将覆盖的标志中的每个包围在虚拟对象内以在所述经配准的图像中识别对应的标志对、并且使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改进多模态图像融合中的配准准确度的智能标志选择
本公开涉及成像工具，并且更具体而言，涉及用于具有改进的准确度的多模态图像配准的系统和方法。
技术介绍
对于多模态图像配准，使用传统的基于亮度的方法通常是不合适的，这是因为不同的图像模态可能呈现不同的对比度和解剖结构。作为替代，一般使用基于特征的方法，其依赖于从分割采集的表面标志和内部标志。基于表面的配准技术中的关键问题是该技术严重取决于分割结果的准确度。在具有低信号噪声比的成像模态(例如超声)中，分割的准确度通常是不可靠的。因此，优选使用表面标志和内部标志两者。能够容易地基于对器官边界的分割来提取表面标志，而可能更难对内部标志进行定位，不管是人工地还是自动地。2009年6月25日发表的WO2009/077938A1“SuccessiveLandmark-BasedImageRegistration”公开了分步骤执行的配准，在所述配准中，在每一步骤，修改标志的集合以改进结果，由用户基于对呈现给用户的第一图像与第二图像的比较来确定对标志对的集合的修改。然而，由于图像的特性的不同，难以在不同模态的图像之间确定标志对。尽管在许多情况下对于标志对的人工选择是优选的，但是人工选择是主观的并且是不一致的。
技术实现思路
根据本专利技术的原理，提供了用于选择不同模态的图像中的标志对的新颖的解决方案。对标志对的选择包括确定配准变换以基于表面标志来将运动的图像与静态图像配准。使用所述配准变换将在所述静态图像上识别出的内部标志覆盖到经配准的图像上。将每个覆盖的标志包围在球或其他对象内以帮助在经配准的图像中识别对应的标志对。使用所述配准变换的逆变换来将在经配准的图像中识别出的所述标志变换回所述运动的图像。将所述运动的图像与所述静态图像非刚性地配准。有利地，本原理提供了对对应的内部标志对进行定位的指导。本原理中对表面标志和内部标志两者的使用改进了配准准确度。一种用于图像配准的系统包括被配置为识别第一图像的内部标志的图像特征检测模块。图像配准和变换模块被配置为使用处理器来计算配准变换，以基于表面标志将第二图像与所述第一图像配准，以得到经配准的图像。标志识别模块被配置为：使用所述配准变换将所述内部标志覆盖到所述第二图像上，将覆盖的标志中的每个包围在虚拟对象内以在所述经配准的图像中识别对应的标志对，并且使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。一种用于图像配准的方法包括识别第一图像的内部标志。使用处理器来计算配准变换，以基于表面标志将第二图像与所述第一图像配准，以得到经配准的图像。使用所述配准变换来将所述内部标志覆盖到所述经配准的图像上。将覆盖的标志包围在虚拟对象内以在所述经配准的图像中识别对应的标志对。使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。一种用于图像配准的方法包括将第二图像与第一图像刚性地配准。使用处理器来识别所述第一图像和所述第二图像的内部特征，以测量所述第一图像和所述第二图像的相似性，以选择刚性配准和非刚性配准中的一个。使用所选择的刚性配准或非刚性配准来将所述第二图像与所述第一图像配准。附图说明本公开将参考以下附图详细提出对优选的实施例的以下说明，其中：图1是示出了根据一个说明性实施例的、用于用来识别一致的标志对的智能标志选择的系统的方框/流程图；图2图示了根据一个说明性实施例的用于选择表面标志的球选择器系统；图3示出了根据一个说明性实施例的感兴趣区域选择系统的轮廓；图4示出了根据一个说明性实施例的、用于用来识别一致的标志对的智能标志选择的方法；图5是示出了根据一个说明性实施例的、用于用来识别一致的标志对的智能标志选择的方法的方框/流程图；图6是示出了根据一个说明性实施例的用于针对配准选择感兴趣区域的方法的方框/流程图；并且图7是示出了根据一个说明性实施例的、用于选择最优配准方法的方法的方框/流程图。具体实施方式根据本专利技术的原理，系统、装置和方法的实施例提供了用来改进多模态图像融合中的配准准确度的智能标志选择。该智能标志选择协助用户选择不同模态的图像之间的一致的标志对以改进配准准确度。在一个实施例中，智能标志选择包括确定配准变换以基于表面标志来将运动的图像与静态图像配准，其中，静态图像和运动的图像是来自不同模态的。使用配准变换来将静态图像上识别出的内部标志覆盖到经配准的图像上。将每个覆盖的标志包围在球或其他对象内以帮助在经配准的图像中识别对应的标志对。使用配准变换的逆变换将经配准的图像中识别出的标志变换回运动的图像。将运动的图像与静态图像非刚性地配准。本原理中对表面标志和内部标志两者的使用改进了准确度。在另一个实施例中，能够通过将配准限制到特定的感兴趣区域来改进初始配准。可以由用户通过以下来规定感兴趣区域，例如：i)人工地确定感兴趣区域；ii)从患者特异的图集选择感兴趣区域；以及iii)将所有标志用于配准。人工地确定感兴趣区域可以包括：i)人工地选择表面标志或指定感兴趣区域；以及ii)设定具体的阈值以过滤不想要的标志。由于用户可以以特定的组合来使用选项以实现最好的结果，所以这些选项不互相排除。通过将配准限制到图像中特定的感兴趣区域，在局部部位中实现了更好的配准的准确度。在又一个实施例中，能够通过在刚性配准和非刚性配准之间最优地做出选择来进一步改进初始配准。选择最优的配准方法包括首先刚性地将运动的图像与静态图像配准，并且从图像提取内部特征以评估图像的相似度。内部特征提取可以包括应用度量，例如解剖标志对之间的距离和Dice相似度系数。基于该度量来人工地或自动地选择刚性配准或非刚性配准。自动地选择配准方法包括应用机器学习引擎以基于提取的特征来预测非刚性配准的性能。有利地，最优地选择刚性配准或非刚性配准为用户提供了图像融合的最好的质量。能够通过使用专用硬件以及能够与合适的软件相关联地执行软件的硬件来提供附图中示出的各个元件的功能。当由处理器来提供功能时，能够由单个专用处理器、由单个共享处理器或由其中一些能够被共享的多个独立处理器来提供功能。而且，对术语“处理器”或“控制器”的明确的使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且能够暗含地包括但不限于，数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器、非易失性存储器等。而且，本文记载原理、方面和本专利技术的实施例及其具体范例的所有陈述旨在包括其结构等价方案和功能等价方案两者。此外，旨在使这样的等价方案包括目前已知的等价方案以及将来发展出的等价方案(即发展出的执行相同的功能的任何元件，而不论其结构如何)两者。因此，例如，本领域技术人员应当意识到本文提出的方框图表示说明性系统部件的概念性视图和/或实现本专利技术的原理的电路图。相似地，应当意识到任何流程图表、流程图等表示各个过程，这些过程可以基本在计算机可读存储媒体中表示并且因此由这样的计算机或处理器执行，不论是否明确示出了计算机或处理器。此外，本专利技术的原理的实施例可以采取能够从计算机可用或计算机可读存储介质访问的计算机程序产品的形式，所述计算机可用或计算机可读存储介质提供由计算机或任何指令执行系统使用或结合计算机或任何指令执行系统使用的程序代码。出于这种说明的目的，计算机可用或计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图像配准的系统，包括：图像特征检测模块(116)，其被配置为识别第一图像(110)的内部标志；图像配准和变换模块(118)，其被配置为使用处理器来计算配准变换，以基于表面标志将第二图像(112)与所述第一图像配准，从而得到经配准的图像；以及标志识别模块(120)，其被配置为使用所述配准变换来将所述内部标志覆盖到所述第二图像上，将覆盖的标志包围在虚拟对象内以在所述经配准的图像中识别对应的标志对，并且使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 US 61/608,2151.一种用于图像配准的系统，包括：图像特征检测模块(116)，其被配置为识别第一图像(110)的内部标志；图像配准和变换模块(118)，其被配置为使用处理器来计算配准变换，以基于表面标志将第二图像(112)与所述第一图像配准，从而得到经配准的图像；以及标志识别模块(120)，其被配置为使用所述配准变换来将所述内部标志覆盖到所述经配准的图像上，将覆盖的标志包围在虚拟对象内以在所述经配准的图像中识别对应的标志，并且使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述标志识别模块(120)还被配置为通过使用所述配准变换来将所述经配准的图像中的识别出的标志变换到所述第二图像，来使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述标志识别模块(120)还被配置为使用所述配准变换的逆变换。4.如权利要求2所述的系统，其中，所述标志识别模块(120)还被配置为通过将所述第二图像与所述第一图像非刚性地配准，来使用具有识别出的标志的所述经配准的图像来将所述第二图像与所述第一图像配准。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述标志识别模块(120)还被配置为使用表面标志和内部标志来将所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·帕塔萨拉蒂，M·林，J·克吕克尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL