一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合标定方法技术

一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合方法，包括以下步骤，首先进行图像的边缘的细化检测，对图像进行旋转求出图像的四个参数；对图像进行小波分解得到垂直方向的高频成分、水平方向的低频成分，建立图像的塔形分解，进行图像的融合之后小波图像重构。当前的放疗标定方法存在需要人工配合，标定较为繁琐，部分依赖临床医师的经验，本发明专利技术的方法确定靶区以及靶区与周围正常组织的空间关系,准确标定靶区的位置，减少周围正常组织的放射性损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合标定方法
本专利技术涉及图像三维融合领域，具体涉及磁共振影像与放疗定位影像的三维融合标定方法。
技术介绍
随着科学技术在医学领域的发展，磁共振成像技术已经十分普遍，它采用静磁场和射频磁场使人体组织成像，在成像过程中，既不用电子离辐射、也不用造影剂就可获得高对比度的清晰图像。它能够从人体分子内部反映出人体器官失常和早期病变。当前对患者进行放疗前需要应用影像学技术确定靶区以及靶区与周围正常组织的空间关系,准确标定靶区的位置，减少周围正常组织的放射性损伤。然而当前的标定方法存在需要人工配合，准确率低，标定速度慢，部分依赖临床医师的经验，对局部靶区敏感度低等缺点。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合标定方法为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：对于两种图像，进行边缘的细化检测以利于下面的图像融合，Zemike矩的亚像素边缘检测原理是根据Zemike矩的旋转不变特性计算出4个边缘参数，并将其参数与预设的阈值相比较，从精确定位。在四个边缘参数确定后，确定坐标定位；基于上述边缘检测的精细定位，分别进行小波分解，其分解过程如下：其变化范围在空间L2(R*R)引入尺度函数设{Vj}是L2(R)的一个多分辨率分析，在张量空间当中构成了L2(R*R)的一个多分辨率分析，的尺度参数为对于采集的磁共振和放疗定位图像融合步骤如下：(1)对于每一源图像分别进行图像分解，建立图像的塔形分解；(2)对于各层分解的图像分别进行融合处理，各分解层上的不同频率分量采用不同的融合算子进行融合处理，最终得到融合后的金字塔；(3)对融合后所得金字塔进行小波逆变换,即进行图像重构所得的重构图像即为融合图像小波变换的目的是将原始图像分别分解到一系列频率通道中，利用其分解后的塔形结构对不同分解层-不同频带分别进行融合处理，有效地将来自不同图像的细节融合在一起；融合时，将被融合图像各自携带的不同特征与细节在多个分解层-多个频带上分别以不同算子进行融合；其融合规则如下：融合规则：(1)对分解后的图像低频部分采取平均算子；(2)对于高频部分采用基于矩形窗口特性量测的选择及加权平均算子；(3)对于垂直方向、横向、对角方向的高频部分，分别选择不同特性的算子；其算子的选择方法如下：(1)计算来自磁共振图像与放疗图像的相对应的局部能量(2)计算两幅图像的局部区域的匹配度(3)确定融合算子。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例公开的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。对于两种图像，进行边缘的细化检测以利于下面的图像融合，图像的f(x,y)的n次m阶Zernike矩阵定义为其中，是Vnm的共轭复数。Zemike矩的亚像素边缘检测原理是根据Zemike矩的旋转不变特性计算出4个边缘参数，并将其参数与预设的阈值相比较，从而精确定位。旋转前与旋转后的Znm和边缘参数φ如下：Znm'＝Znme-imφ由此可求出其他三边缘参数在四个边缘参数确定后，坐标定位为基于上述边缘检测的精细定位，分别进行小波分解，其分解过程如下：其变化范围在空间L2(R*R)引入尺度函数设{Vj}是L2(R)的一个多分辨率分析，在张量空间当中构成了L2(R*R)的一个多分辨率分析，的尺度参数为假设H和G为滤波算子，r和c分别表示行与列，在尺度j-1下的分解如下：其中，Cj,是图像的低频成分，垂直方向的高频成分，水平方向的高频成分，高频成分，与之相对应的重构公式为其中，H*和G*分别为H和G的转置共轭矩阵，对于采集的磁共振和放疗定位图像融合步骤如下：(4)对于每一源图像分别进行图像分解，建立图像的塔形分解；(5)对于各层分解的图像分别进行融合处理，各分解层上的不同频率分量采用不同的融合算子进行融合处理，最终得到融合后的金字塔；(6)对融合后所得金字塔进行小波逆变换,即进行图像重构所得的重构图像即为融合图像小波变换的目的是将原始图像分别分解到一系列频率通道中，利用其分解后的塔形结构对不同分解层-不同频带分别进行融合处理，有效地将来自不同图像的细节融合在一起；融合时，将被融合图像各自携带的不同特征与细节在多个分解层-多个频带上分别以不同算子进行融合；其融合算法如下：基于区域特性的融合规则以及融合算法：(1)对分解后的图像低频部分采取平均算子；(2)对于高频部分采用基于矩形窗口特性量测的选择及加权平均算子；(3)对于垂直方向、横向、对角方向的高频部分，分别选择不同特性的算子；其算子的选择方法如下：(4)计算来自磁共振图像与放疗图像的相对应的局部能量，其相关公式如下所示：其中，E表示能量，D表示高频分量，表示相对应的权重系数(5)两幅图像的局部区域的匹配度如下所示：其中，M是匹配度，E的计算方法如上述所示；(6)确定融合算子假设匹配阈值α，若MAB<α,则当Ej,A≥Ej,B当Ej,A＜Ej,BMAB≥α,则当Ej,A≥Ej,B当Ej,A＜Ej,B其中，ε＝1,2,3尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合方法，其特征是，包括以下步骤：/n(1)对于两种图像，进行边缘的细化检测，Zemike矩的亚像素边缘检测，根据Zemike矩的旋转不变特性计算出4个边缘参数，确定图像的坐标定位；/n(2)基于上述边缘检测的精细定位，分别进行小波分解；其分解过程如下：其变化范围在空间L

【技术特征摘要】
1.一种磁共振影像与放疗定位影像的三维融合方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)对于两种图像，进行边缘的细化检测，Zemike矩的亚像素边缘检测，根据Zemike矩的旋转不变特性计算出4个边缘参数，确定图像的坐标定位；
(2)基于上述边缘检测的精细定位，分别进行小波分解；其分解过程如下：其变化范围在空间L2(R*R)引入尺度函数设{Vj}是L2(R)的一个多分辨率分析，在张量空间当中构成了L2(R*R)的一个多分辨率分析，的尺度参数为计算图像的水平与垂直方向的低频与高频成分，并建立其重构公式；
(3)对于每一源图像分别进行图像分解，建立图像的塔形分解，对于各层分解的图像分别进行融合处理，各分解层上的不同频率分量采用不同的融合算子进行融合处理，最终得到融合后的金字塔；
(3)对融合后所得金字塔进行小波逆变换,即进行图像重构所得的重构图像即为融合图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转前与旋转后的Znm和φ如下：
Znm'＝Znme-imφ





3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，边缘参数k、h、l如下：











4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁双虎，李玮，李莉，韩毅，刘宁，刘希斌，陈财，袁朔，吕慧颖，于金明，
申请(专利权)人：北京易康医疗科技有限公司，山东省肿瘤防治研究院山东省肿瘤医院，山东大学，济南比山网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11