[发明专利]一种乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法

权利要求书

1. 一种乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于：包括下列步骤，

（1）读取DCE-MRI图像序列同一层所有时间帧的图像数据；

（2）对增强前后的图像进行粗配准，求出形变场的初始估计；

（3）由当前估计的形变场对DCE-MRI图像序列进行运动补偿，计算出每个时间点的增强场；

（4）对步骤（3）中得到的所有时间点的增强场采用K-均值聚类将时间序列增强场范围离散划分为有限种类，然后利用马尔科夫随机场对时间序列增强场进行建模，使用Fast-PD算法优化离散马尔科夫随机场能量求解时间序列增强场；

（5）利用步骤（4）计算的时间序列增强场对DCE-MRI图像序列进行“去增强”处理，使得增强前后的DCE-MRI图像序列的时间序列可视为同一模态图像；

（6）图像序列已“去增强”处理后，对乳腺的形变场采用基于B样条的自由形变模型描述，自由形变模型控制点的位移场使用离散马尔科夫随机场建模，离散马尔科夫随机场的能量函数采用Fast-PD算法快速优化，求解出形变场；

（7）判断时间序列增强场和和形变场的解是否收敛，如果不收敛，将当前求解出的形变场作为当前估计的形变场，进入步骤（3）；如果收敛，则进入步骤8；

（8）将求解的收敛的形变场对乳腺DCE-MRI图像序列进行运动补偿，实现图像序列的配准。

2.根据权利要求1所述的乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于：

步骤（2）具体是采用仿射变换对增强前后图像进行粗配准，求出形变场的初始估计。

3.根据权利要求2所述的乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于：

步骤（3）中增强场的计算方法为：通过增强后图像中每一像素点的灰度值除以配准后的增强前图像中对应的像素点的灰度值，得到增强场。

4.根据权利要求3所述的乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于：

步骤（3）中的增强场定义为：                                                    ……（）

其中，I₀为增强前图像，也称参考图像；I_t (t=1, …, N)为增强后的图像，也称浮动图像；D_t(I_t )表示利用形变场D_t对图像I_t进行空间变换，S_t对应图像I_t中的增强场。

5. 根据权利要求4所述的乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于： 

步骤（4）中的马尔科夫随机能量函数为：

     ……（  ）；

其中，SEF代表时间序列增强场，x, y代表图像域Ω内的像素，N代表邻域系统，λ₁ 和λ₂是调节平滑项的参数，代表像素x处的时间信号强度；

E₁代表数据项，计算每个像素分配的时间信号强度和通过计算得到的时间信号强度之间的差异：

；

其中，，表示由式（）计算出像素x处的时间信号强度；

E₂为度量N邻域内增强水平的一致性特性的平滑项：

；

其中，为克罗内克脉冲函数；

E₃为约束每个像素增强的变化、保证增强在时空上的连续性和平滑性的参数，表达式：

。

6. 根据权利要求5所述的乳腺动态增强磁共振图像序列的配准方法，其特征在于：

步骤（5）的“去增强”处理：   ……（）。