[发明专利]图像配准

说明书

一种方法包括：基于强度映射来增大至少两幅图像的第一子范围(410、510)的像素强度值的动态范围，由此创建至少两幅经修改的图像；确定所述至少两幅经修改的图像之间的变形向量场，并且基于所述变形向量场来对所述至少两幅图像进行配准。一种图像处理系统(118)包括处理器(120)和编码有至少一个图像配准指令(124)的存储器(122)。所述处理器运行所述至少一个图像配准指令，所述至少一个图像配准指令使所述处理器：基于强度映射来增大至少两幅图像的第一子范围的像素强度值的动态范围，由此创建至少两幅经修改的图像；确定所述两幅经修改的图像之间的变形向量场，并且基于所述变形向量场来对所述至少两幅图像进行配准。

技术领域

下文总体上涉及图像配准，并且更具体地涉及提高图像配准的准确度，并且利用对计算机断层摄影的具体应用(CT)进行描述。然而，下文也适用于其他成像模态，例如磁共振成像(MRI)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射断层摄影(SPECT)、数字放射摄影和/或其他成像模态。

背景技术

CT扫描器通常包括由旋转架支撑的X射线管。旋转架和X射线管绕检查区域旋转，并且X射线管发射贯穿检查区域的辐射。辐射敏感探测器被定位为跨检查区域与X射线管相对并探测贯穿检查区域的辐射。辐射敏感检测器生成指示检测到的辐射的信号。重建器对该信号进行重建，从而生成体积图像数据。图像处理器能够用于处理图像数据并生成(一幅或多幅)图像。

图像配准已经用于确定来自不同图像数据集的图像中的感兴趣组织之间的对应关系。图像配准的应用是广泛的，涵盖动态对比度成像、运动补偿、随访研究中的变化量化等。非刚性图像配准通常被实施为迭代过程，在该迭代过程中，图像相似度项(例如，交互信息、方差和)被最大化，而额外的正则项保持该解决方法在某种程度上为现实的(通常需要得到的变形场的一定的光滑度)。

高对比图像边缘(例如膈膜)比低对比图像边缘(例如肝脏的下边界)更易于检测。因此，配准方案倾向于比低对比图像边缘更好地对准高对比图像边缘。一个缓解方法包括以正则项为代价强调相似度项。遗憾的是，需要正则项以实现生理学上看似合理的结果，并且弱化的正则可能导致骨结构的变形。

另一方法包括使用空间上可变的正则来放松针对低对比图像边缘的正则项。然而，这要求诸如详细的分割的先验知识，这可能增加时间、增加复杂度并且要求用户交互(例如，人工分割)。另一方法包括在低对比图像边缘处使用地标。类似地，这也可能要求人工用户工作量以生成并放置地标。另一方法包括在所有图像中对组织进行分割并对经分割的图像进行配准。该方法例如在对比度低的情况下易于出错。

US2004/0013299提供了一种用于利用复杂多项式插值的对比度增强的配准的方法，其允许保留经配准的图像的信息内容。其将不同点映射到不同点并且将角度保留到图像中。

EP 2535001提供了一种用于对针对相同患者在不同时间取得的诊断图像进行配准的方法，其允许对两幅诊断图像之间的差异进行量化。

发明内容

本文中描述的各方面解决上文提及的问题和其他问题。

下文涉及至少在存在低对比组织界面的情况下通过在配准之前引入强度映射并将所述强度映射应用到低对比组织边缘来改进图像配准的准确度。配准算法不需要被修改，但是能够被修改。

在一个方面中，一种方法包括基于强度映射来增大至少两幅图像的第一子范围的像素强度值的动态范围，由此创建至少两幅经修改的图像；确定所述至少两幅经修改的图像的变形向量场，并且基于所述变形向量场来对所述至少两幅图像进行配准。

在另一方面中，一种图像处理系统包括处理器和编码有至少一个图像配准指令编码的存储器。所述处理器运行所述至少一个图像配准指令，所述至少一个图像配准指令使所述处理器：基于强度映射来增大至少两幅图像的第一子范围的像素强度值的动态范围，由此创建至少两幅经修改的图像；确定所述至少两幅经修改的图像的变形向量场，并且基于所述变形向量场来对所述至少两幅图像进行配准。