[发明专利]X光胸透的配准、相减以及显示

说明书

背景技术

用于医学目的射线照片成像是众所周知的。例如，胸部的射线照片成像可以为检测和治疗大量身体情况提供重要的诊断信息，所述身体情况包括肺脏、胸部的骨骼结构、上腹部器官、肺脏的血管结构以及胸正中的脊椎的间隙。

因为数字图像所提供的巨大优点，所以通常以数字形式来存储和操作射线照片。数字射线照片可以通过直接以数字形式捕获原始图像来生成，或者通过将由“模拟”系统获得的图像转换成数字形式来生成。数字图像可以例如在将射线照片与正确的患者匹配中简化记录保持，并使得更有效的存储和分配成为可能。数字图像还允许射线照片的数字校正和增强，以及使计算机辅助诊断和治疗的应用成为可能。

一旦是数字格式，就可以利用各种技术来增强射线照片图像的效用。一种这样的技术是分割。分割包括为了例如诊断、评估或测量的目的从图像中提取解剖表面或结构，或者分离对象(例如，将背景从前景分离出来)。分割可以对诸如用于暂时比较的可视化和配准任务是有价值的。

其它技术可以有助于增强射线照片图像中感兴趣特征的明显性，而抑制无关的元素。射线照片的使用中所遇到的共同问题是：身体里的各种不同结构会相互重叠，这可以导致重要特征被位于该重要特征上方或下方的其它结构遮盖。例如，由于所叠加的患者肋骨图像，肺脏软组织里的细节会难以用射线照片说明。骨骼抑制技术，例如由Riverain Medical Group，LLC(本申请的专利受让人)开发的SoftView系统，可以通过基本上除去骨骼图像来增加数字射线照片图像的清晰度。

图像配准是将用于帮助比较和医学诊断的分离的图像进行对准的处理。配准可以帮助医生观察和监测患者随着时间的生理变化。例如，配准可以帮助医生监测损伤或结节的收缩或增长，并可以有助于检测密度随着时间的微小变化。

因为采集设备可以具有不同的成像参数(例如采样、曝光、对比度响应函数等)和/或因为患者存在的差异(和临床相关的以及不相关的)，患者到成像设备的对准可能不是完美复制的，所以对在不同时间取自患者的射线照片图像进行配准会是困难的。例如，在胸部射线照片中，在不同时间采集的图像相对于患者的呼吸可能会是不同相的，从而导致横膈膜的不同位置。同样，患者身体情况的变化，例如肺脏疾病(诸如肺炎等)，可以导致肺野的外观变化，从而导致复杂的图像匹配。

因为图像里的不同结构不是强有力地耦接在一起，因而在一段时间内所采集的图像之间会有差异地移动，所以射线照片图像的配准可能是有问题的。例如，胸腔被精确配准的射线照片图像就肺脏软组织中的细节而言可能是不同的。肺脏结构(尤其是内部)只是松散地耦接到胸腔。

另一种图像处理技术，一旦射线照片图像已配准，就可以生成表示图像间的差异的“残差”图像。可以通过从另一个图像减去一个图像来形成残差图像。在理想的归一化和配准的残差图像中，两个图像的就形态和组织类型而言完全一样的那些部分应当完全减去。另一方面，如果形态和/或吸收特性不同，则在残差图像中是相当明显的。两个图像之间的差异可以表现为暗的特征或明的特征，该暗的特征或明的特征示出在时间间隔内所采集的图像之间的变化。因此，如果射线照片中感兴趣的特征没有被精确地配准及归一化，则会引起问题。

现有的用于对准和配准射线照片图像的技术不能解决软组织与骨骼结构的分离，并且通常不能提供软组织变化的清晰的描述。

发明内容

本发明的实施例可以包括可以执行射线照片图像的刚性对准以及多尺度、迭代的、非刚性配准的方法；变换可以在导出的图像的层上生成并随后应用到该导出的图像的层，其中，每个图像都可以抑制除了一种组织类型以外的所有组织类型，例如骨骼、肌肉或肺实质。残差图像可以优选地加权或忽略来自多尺度分解的信息，以增强相关特征的明显性并同时抑制其它特征的明显性。

本发明的各种实施例可以是方法、装置、系统和/或包括处理器可执行指令以执行方法的计算机可读介质的形式。还应当注意，期望的是：这样的方法可以由诸如图像处理设备的自动处理设备来执行，但不限制于此，还可以通过通用处理器或计算机等来执行。

附图说明

图1是提供了本发明的实施例的概述的流程图；

图2是提供了根据本发明的一些实施例的预处理的额外细节的流程图；

图3是提供了根据本发明的各种实施例的粗对准的额外细节的流程图；

图4进一步示出可以如何根据胸腔分割来确定当前和先前图像之间的倾斜；

图5是提供了根据本发明的各种实施例的粗配准的额外细节的流程图；

图6进一步示出可以如何利用当前和先前骨骼图像来完成粗配准；