基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法及装置制造方法及图纸

基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法及装置，能够在保证时效性与配准精度的同时，获取纹理更加真实的形变图像，为临床手术中各项需要运动形变补偿的关键环节提供真实精准的配准结果。其包括：(1)构建三维超声图像数据集，划分训练集与测试集；(2)融合图像各体素的强度信息与局部结构信息，构建图像相似性测度函数；(3)使用生成对抗式学习网络，搭建纹理保持约束的配准框架；(4)根据训练集数据训练网络直至收敛，保存网络模型参数；(5)测试阶段导入训练好的网络模型参数，根据输入的待配准图像对，实现快速精准的弹性配准。实现快速精准的弹性配准。实现快速精准的弹性配准。

【技术实现步骤摘要】
基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法及装置


[0001]本专利技术涉及医学图像处理的
，尤其涉及一种基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，以及基于纹理保持约束的三维超声弹性配准装置。

技术介绍

[0002]超声成像已是一个成熟的和被广泛使用的医学成像技术。相较于CT成像与MR成像，超声成像技术实时性好、可靠性高、安全性强，而且成本较低，操作流程简单方便。与MR、CT成像系统相比，超声成像系统机身相对较小而且可移动，不用固定在特定的房间中，采集方便。另外，超声可在一个高成像频率下连续采集图像序列，达到实时成像的效果，因此被广泛应用于临床手术中。
[0003]在超声图像采集过程中，病人在位姿变换以及呼吸运动等因素的影响下，在腹部器官会产生柔性运动形变，进而干扰临床中医生对于目标器官的评估、术中导航等多项临床手术的关键环节，最终影响治疗精度。对于不同采集图像之间存在的运动形变，医学影像处理领域通常使用弹性配准的方法进行运动形变信息的捕捉。在一对待配准图像对之间建立密集的、非线性的对应关系，并在设计好的正则化约束下对配准映射进行优化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)构建三维超声图像数据集，划分训练集与测试集；(2)融合图像各体素的强度信息与局部结构信息，构建图像相似性测度函数；(3)使用生成对抗式学习网络，搭建纹理保持约束的配准框架；(4)根据训练集数据训练网络直至收敛，保存网络模型参数；(5)测试阶段导入训练好的网络模型参数，根据输入的待配准图像对，实现快速精准的弹性配准。2.根据权利要求1所述的基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，其特征在于：所述步骤(1)中，使用MICCAI CLUST2015三维超声公开数据集，并对原始数据集进行尺寸裁剪的预处理操作；对于预处理后的数据集按一定比例进行训练数据与测试数据的划分。3.根据权利要求2所述的基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对于图像中的每个体素，以7维特征向量进行描述；其中前6维分别代表该体素的6
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邻域中各个体素与该中心体素之间的强度差值，并以此作为该中心体素的局部邻域结构信息；第7维则是该中心体素的灰度值。4.根据权利要求3所述的基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，其特征在于：所述步骤(3)中，配准框架由配准网络、空间形变层、纹理判别器以及内容判别器组成；其中，配准网络接收输入的待配准图像对，预测生成对应的运动形变场；空间形变层将配准网络输出的形变场作用在浮动图像上得到形变图像；纹理判别器和内容判别器接受的输入相同，均为形变图像和固定图像，二者的区别在于，纹理判别器通过计算两幅图像各自在每个分辨率层级特征图的格拉姆矩阵之间的差异来定量化二者的纹理信息损失；内容判别器通过计算两幅图像各自在每个分辨率层级的特征图之间的差异来定量化二者的内容信息损失；将两个判别器各自得到的不同信息相结合反馈给配准网络，进行网络参数的优化更新，最终实现纹理保持约束的配准效果。5.根据权利要求4所述的基于纹理保持约束的三维超声弹性配准方法，其特征在于：所述步骤(4)中，尝试不同的训练策略以及超参数组合，通过设计消融实验，最终确定一组最佳训练策略以及超参数组合。6.基于纹理保持约束的三维超声弹性配...

【专利技术属性】
技术研发人员：付天宇，张家举，宋红，杨健，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：