用于使用不同类型的图像来生成导出的图像的方法和设备的制造方法_3

文档序号:9240087阅读:来源:国知局
于块502执行 多少次不同的块比较的参数。在极端情况下,M可W是1,虽然该会更容易将图谱MR图像和 图谱CT图像之间的配准误差传下去。如此,优选的是,使用M的较大的值来进一步汇集对 更多数据点的考虑。可W由捜索区域的大小来确定M的值。类似于块,捜索区域可W被定 义为W兴趣点(通常,该将是与患者MR图像中的考虑中的点配准的图谱MR图像的点)为 中屯、的方形或球形,如果M大于1,该捜索区域的大小将大于块大小。对于选择捜索区域有 多大的选择可W是医生认为图像配准有多可靠的函数。例如,如果患者MR图像和图谱MR 图像之间的配准被认为包括大量的配准误差,则该将表明应该使用较大的捜索区域。对于 另一方面的极端,M可W是足够大的值,W便块502有效地与包含全部图谱MR图像的块相 比较。然而,可W相信,与极端值之间的值相比,M的该样的大值是不太期望的,该是因为如 果M的值太大,不仅计算时间将被减慢,而且发现假阳性相似度的似然率也被预期为提高。 如果j不等于M,则过程流前进到步骤414。
[0化7] 在步骤414,处理器递增j,该j对移位到图谱MR图像中的下一个块是有效的。该 下一个块是在不同的图谱MR图像数据点周围的图谱MR图像300的块。例如,图6(b)示出 了图谱MR图像中的下一个块是W点Ni'为中屯、的块604的示例。然后,点馬'可W被表征 为与块604对应的图谱MR图像的数据点。可W看出,块604包含有在点X/附近的图谱MR图像300的不同的一组数据点600。为了从图谱块移位到图谱块,过程流可W选择捜索区域 中的各个点,作为图谱块W其为中屯、的点。优选的是,捜索区域中的所有点都被用作图谱块 的中屯、点,虽然不必是该样。
[0化引从步骤414,处理器返回到步骤408和410,在该情况下,将块502与块604进行比 较。如此,在该第二次迭代中的步骤410的操作产生表示块502和块602之间的相似度的 相似度分数。处理器持续在该循环中运行,直到j=M。如此,在M= 9的简单示例中: [0化9] ?第S次迭代将导致如图6(C)所示的块S52和块606之间的块比较。
[0060] ?第四次迭代将导致如图6 (d)所示的块502和块608之间的块比较。
[0061] ?第五次迭代将导致如图6(e)所示的块502和块610之间的块比较。
[0062] ?第六次迭代将导致如图6 (f)所示的块502和块612之间的块比较。
[0063] ?第走次迭代将导致如图6 (g)所示的块502和块614之间的块比较。
[0064] ?第八次迭代将导致如图6化)所示的块502和块616之间的块比较。
[0065] ?第九次迭代将导致如图6 (i)所示的块502和块618之间的块比较。
[0066] 如此,一旦j=M,诸如图7所示出的结果数据结构之类的结果数据结构将标识相 对于块502和各个块602-618而计算的各个相似度分数。每个分数将与对应于为其计算 相似度分数的图谱MR图像块的图谱MR图像数据点相关联(参见列700)。另外,要注意的 是,由于图谱MR图像300和图谱CT图像302之间的配准,每个分数的对应的图谱MR图像 数据点可W被映射到对应的图谱CT图像数据点(参见列702)。如此,图谱CT图像数据点 Y'狂'1)是与图谱MR图像数据点X'i配准的图谱CT图像数据点。从图7可W看出,每 个相似度分数因此可W与图谱CT图像302的数据点相关联。
[0067] 在步骤416,处理器可W基于图7的数据结构中示出的相似度分数来计算多个权 重因子。可W与相似度分数成比例地选择权重,即,具有较高相似度分数的图谱点应该被指 定较高权重。如果Sj.用于表示图谱图像的点j的相似度分数,那么可用于计算权重因子的 示例性公式可W是:
[0068]
[0069] 其中,h是可W由医生选择的缩放参数。如果h大(相对于相似度分数),那么所 有分数将被转换为大致相等的权重。如果h小(相对于相似度分数),那么权重将更加分 散。如果使用上文所讨论的LCC技术来计算相似度分数,则h的合适的值可W被计算为:
[0070]h=Inirij(I-Sj)
[007U 还可W直接使用相似度分数作为加权因子,即,Wj=Sj-min品,其中,减去最小值 将确保所有权重都是非负的。
[0072] 如此,步骤416导致给定相似度分数的权重因子的计算(参见图8的列800)。由 于每个相似度分数与对应的图谱CT图像数据点相关联(参见列702),该意味着,列800中 的每个加权因子还与列702中的对应的图谱CT图像数据点相关联。步骤416的计算可W 考虑到为点Xi生成的所有相似度分数。然而,如结合图11所述,不必如此。在需要时,医 生可W配置步骤416,W便只从相似度分数的子集来计算权重因子。
[0073] 在步骤418,处理器基于计算出的权重因子和与计算出的权重因子相关联的对应 的图谱CT图像数据点,计算点Xi的导出的CT值(参见图9)。在步骤418计算导出的CT数据点的加权组合函数的示例是:
[0074] 其中,Z狂1)是点Xi的导出的CT值,其中,Y'狂'P是图7和图8例示的对应的 图谱CT值,而Wj.是每个图谱点的权重。如此,步骤418用于计算可W被标记为Z(Xi)的Xi 的导出的CT值。
[0075] 在步骤420,处理器检查i是否等于N。N是由医生选择的参数,W定义患者MR图 像的多少个点将被转换为导出的CT图像数据点。N可W被选择为使得它包括患者MR图像 的所有数据点。然而,不必如此。例如,医生可能期望只转换患者图像的较小的区域(诸如 在特定器官周围的区域)。在该样的情况下,N可W是该选择的感兴趣的区域中的点的数 量。如果i不等于N,则过程流前进到步骤422。
[0076] 在步骤422,i的值递增W进行到患者MR图像的下一个数据点狂W),并且过程流 返回到步骤404。从步骤404,对于新患者MR图像块(此时,在Xw周围)重复块比较过程, 并且过程流前进到计算Xw的导出的CT值,该导出的CT值可W被标记为Z狂i+1)。在到达 N之后,将执行过程流,W从患者MR图像生成导出的CT图像。导出的CT图像将包括点Xi 到而的计算出的导出的CT值狂狂1)到Z狂W))。
[0077] 然后,医务人员可W使用该导出的CT图像来增强患者MR图像。例如,导出的CT 图像可W显示在屏幕上,W示出患者MR图像没有暴露的患者的感兴趣的区域的各方面。 [007引应该理解,如果医生期望,则可W省略图4的步骤400。如果患者MR图像没有与 图谱配准,则该意味着,将不会有步骤406的标识与点Xi配准的图谱MR图像300的数据点 X/的先验知识。如此,如果患者MR图像没有与图谱配准,则可W操作块比较,W比较Xi的 选定的MR图像块与图谱MR图像中的所有可能的块(即,其中图谱MR图像块总计包含图 谱MR图像内的所有可能的块)。该样的布置将扩大由过程所生成的数据量,并消耗更多计 算资源(可能会导致相对于从患者MR图像计算导出的CT图像所花费的时间而言更长的延 迟)。然而,该可能是医生的可接受的折衷。
[0079] 此外,由于如此处所描述的基于块比较的加权组合减轻图像配准误差影响,在实 现步骤400的情况下,在精度不一定是关键因素的情况下,医生自由选择图像配准技术。例 如,为了赢得速度,可W在步骤400使用快速图像配准技术,即使可能比更慢的配准技术生 成更多的配准误差。线性配准通常比非线性配准快得多。线性配准只处理两个图像之间的 全局位置、朝向和大小差异,而非线性配准一般更准确,W便还恢复局部解剖形状差异(例 如,将瘦的患者的图像与超重患者的图像配准)。对于在线应用或介入性应用,通常需要更 快的配准(即,需要在获取患者图像之后不久就计算出导出的图像的情况)。在该样的情况 下,示例性实施例适应配准误差的能力被认为是非常有利的,因为增强了与不太准确的配 准技术相结合的使用。
[0080] 而且,图3和图4的示例示出了使用单一图谱MR图像-图谱CT图像对W促进患者 MR图像的CT数据导出的简单情况。在另一个示例性实施例中,可W使用多个图谱MR-CT对 W从患者MR图像导出CT数据。图10(a)示出了该样的实施例的示例。在图10(a)中,使 用了多对共同配准的图谱MR图像30〇i和图谱CT图像3021。在该实施例中,处理逻辑104 可W被配置为使得运行步骤406-414,W比较每个患者MR图像块与每个图谱MR图像30〇i 的期望的一组块。该意味着,作为结果的相似度分数将反映如图10(b)所示的多个图谱块, 其中,相对于每个图谱MR图像存在M个相似度分数。通过考虑较大数量的图谱,可W相信, 作为结果的CT数据推导的准确度可W进一步被增强。
[0081] 图11描绘了只使用相似度分数的子集来计算权重因子的示例。在可能存在大量 的相对于给定点Xi的相似度分数的情况下,该限制可能是期望的(例如参见图10(b)实施 例)。例如,处理器可W被配置成对相似度分数进行排序(例如,其中表示较高相似度的相 似度分数被排序为高于表示较低相似度的相似度分数)。然后,处理器可W选择前k个相似 度分数,其中,从该些前k个相似度分数计算权重因子(参见图11)。
[00間也可W将基于块比较的加权组合应用于图谱图像,W减轻图谱MR图像300和图 谱CT图像之间的配准误差的影响,如图12所示。在图12的示例中,处理器执行处理逻辑 1200,W从图谱MR图像300和图谱CT图像302生成导出的图谱CT图像302'。然后,又可 W使用图谱MR图像300和导出的图谱CT图像306',从患者MR图像计算导出的患者CT图 像。应该容易理解,该布置也可W被扩展到图10(a)的多图谱实施例。
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