[实用新型]一种多模态成像系统的图像配准装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物医学成像领域，尤其涉及一种用于多模态成像系统图像配准的配准装置。 

背景技术

医学成像技术为实现在活体状态下无创、高灵敏度、高分辨率探测生命的本质发挥了重要作用。然而由于生物体本身的复杂性，任何单一成像模态都无法完全剖析生物过程。因此，多模态医学成像技术一经提出便得到了迅速的发展。它结合了多个成像模态各自的优势，并能相互提供先验信息，可以更全面、更准确、更可靠地提供成像结果。例如计算机层析成像CT可以准确地提供生物体的解剖信息。正电子发射计算机断层成像PET、单光子发射计算机断层成像SPECT和荧光分子层析成像FMT可提供分子代谢等功能信息。同时，模态的融合如利用CT的先验结构信息还可提高FMT的重建精度。 

在多模态成像系统中，各个成像装置具有各自的坐标系统，由于各个成像装置采用的坐标系统不同，导致同一个检查部位在成像视野FOV中的位置不同，这样就无法将多模态图像融合。因此需要先将不同模式的图像进行匹配，使得在不同的成像模式下对同一个部位形成的图像处于视野范围内相同的位置，这个过程就称为“配准”。由于多种成像模态各自的生成原理不同，各模态间的共同信息很少。因此多种模态的成像结果的配准，成为多模态成像成功应用的关键步骤。目前，PET/CT或SPECT/CT等多模态成像系统已经商用，相应的配准方法和配准模型也得到研究和发展。2012年北京大学任秋实领导的研究小组首次实现CT/PET/SPECT/FMT四模态成像系统，然而目前尚未有合适的装置和方法适合四模态的配准。此外，FMT作为一种新兴的成像装置，业内尚未提出一种精确的FMT与其他模态配准的装置和方法。 

实用新型内容

为了实现多模态成像系统（CT/PET/SPECT/FMT）的图像配准，本实用新型提供了一种适合四模态成像系统的图像配准装置。 

本实用新型的目的在于提供一种多模态成像系统的图像配准装置。 

本实用新型的多模态成像系统的图像配准装置包括：定位基座、封闭腔体、试管及密封 盖；其中，封闭腔体固定在定位基座的一个侧壁上；试管为一端开口的细管，其中注有显影剂，放置在封闭腔体内，且试管的轴线平行于检查轴；密封盖将封闭腔体密封，在使用显影剂对FMT进行图像配准时内部充满介质；定位基座采用不透明的材料；封闭腔体和试管采用透明的材料。 

定位基座用来固定和支撑封闭腔体，并且在CT图像配准和FMT图像配准时，对定位基座进行成像，通过定位基座的二维图像比对实现图像配准。因此，定位基座采用不透光的材料，并且定位基座的形状对于检查轴为非中心对称。 

对于功能成像PET、SPECT和FMT，需要注入显影剂才能实现成像。试管中注入显影剂，对显影剂的位置成像，从而用来实现与显影剂相对应的功能成像的图像配准。为了提高配准的精确度，采用多个试管，从而可以通过多个不同成像位置的比对，实现配准。密封盖上设置有与试管相匹配的通孔，试管通过通孔固定在封闭腔体的内部。通孔的直径与试管的外径相同，并且通孔的个数与试管的个数相同。试管的直径不小于1mm。 

在进行FMT配准时，封闭腔体内部充满介质，介质的散射和吸收系数与被测体相同，以模拟FMT的光学环境。 

本实用新型的多模态成像系统的图像配准方法，包括双模态、三模态和四模态的图像配准。 

本实用新型的双模态图像配准方法包括以下四种情况： 

a）功能成像PET或SPECT与结构成像CT的图像配准，包括以下步骤： 

1）将对应功能成像PET或SPECT的显影剂注入试管中，将试管插入封闭腔体中，通过密封盖固定，并将封闭腔体密封； 

2）由CT和相应的功能成像双模态组合对显影剂进行成像； 

3）对双模态共同探测到的显影剂的图像提取特征信息，进行匹配和图像融合，实现双模态图像配准。 

b）功能成像PET与SPECT的图像配准，包括以下步骤： 

1）将PET和SPECT显影剂混合后注入到试管中，并将试管插入封闭腔体中，通过密封盖固定，并将封闭腔体密封； 

2）用PET和SPECT双模态组合对显影剂分别成像； 

3）PET和SPECT双模态的显影剂在同一位置，对双模态各自得到的显影剂的图像提取特征信息，进行匹配和图像融合，实现双模态图像配准。 

c）功能成像PET或SPECT与FMT的图像配准：