[发明专利]将第一流的第一图像数据与第二流的第二图像数据进行配准

说明书

本发明涉及一种用于将第一流中的第一图像数据与第二流中的第二图像数据配准的方法，第一图像数据和第二图像数据包括关于人或动物的图像信息，其中：·第一流和第二流中均包括由至少一个器官在形状和/或位置的周期性变化中的多个离散的阶段处的图像所组成的一系列图像，以使得每个图像分别对应于形状和/或位置的周期性变化中的一个阶段，·利用相位变量来限定形状和/或位置的周期性变化中的阶段，并将相位变量的相位值配属给第一流和第二流中的每个图像，从而替代特定周期中图像被获取的时间地、明确地限定形状和/或位置的周期性变化中的由图像所代表的离散的阶段，·对包括第一流的第一图像和第二流的第二图像的图像对来确定一配准。

技术领域

第一本发明涉及一种将第一扫描流或图像流(例如第一模态(modality))中的第一图像数据与第二扫描流或图像流(例如第二模态)中的第二图像数据配准(register)的方法。第一图像数据和第二图像数据包括关于人或动物的图像信息，所述关于人或动物的图像信息包含关于人或动物的至少一个器官的图像信息。所述器官的形状随时间变化。

背景技术

人体(以及动物体)通常不是刚性的并且在检查和/或干预期间会运动(即改变形状和/或位置)。另外，一些器官会在体内运动，甚至会在身体本身作为一个整体没有运动的情况下运动。对于特定器官，相对于身体表面的器官运动(例如由呼吸、心脏跳动和/或通过血管或器官的血液流动所引起的器官运动)是循环性的，并且有时是周期性的或接近周期性的。

在该说明书中，随着时间执行重复的周期性运动的器官被称为“运动的器官”。由于与执行运动的器官相邻的器官也可能被动地运动，因此术语运动的器官应同样适用于引起运动的器官以及周围的、借助其它器官被动运动的器官。

对于周期性运动的器官，在“运动周期”中，器官形状经历由不同形状组成的周期：器官的形状和位置从初始位置和初始形状开始(即从周期的起始处开始)，连续且稳定地经历多个位置和形状并变化至变形最大的形状和/或移位最多的位置，并在变形最大的形状和/或移位最多的位置处运动过程逆转以便在周期结束时返回到初始状态。接着新的周期开始。运动的器官在运动周期期间所经历的相继的生理状况或阶段(每一个生理状况或阶段与在身体内空间中的一特定形状和位置相关联)所组成的范围或集合被称为“相位区间”或“相位值区间”。

呼吸和心跳通常引起周期性的或近乎周期性的器官运动。通过通用术语“周期性”体现了以下两种不同的效果：(a)在称为“时间周期”或简称为“周期”的某个恒定时间跨度(即两个相继的运动重复之间的恒定的持续时间)内的运动周期在时间上周期性地重复；(b)在运动周期内的连续的形状改变过程在形状上周期性重复。在形状上的周期性运动中，运动周期的持续时间可以是或不是恒定的，并且实际上在解剖过程中它可以显著地变化。然而，与某个周期的持续时间独立的是，在所述周期过程中器官的形状改变是重复的，即器官在运动周期过程中经历同样的形状。在这样的运动周期过程中，器官相继经过的各个形状所组成的范围被称为“形状模式(pattern)”或“形状范围”。与之不同的是，在例如谐振的完美周期性运动中，所有运动周期的持续时间是等长的，并且所有周期中的形状模式是相同的。

典型的周期性器官运动在周期内具有两个明确定义的极限位置：从初始位置和初始形状开始(其例如对应于完全呼出或对应于紧接在心脏结束收缩之后的阶段等)，器官随时间发展到最大器官变形和/或最大器官位置变化的点(其例如对应于完全吸入或心脏舒张至最大的结束点等)。接着器官运动方向被逆转并且器官形状和/或位置返回至它的初始位置和初始形状。至少在心跳和呼吸的情况中，这样的周期接着被反复地重复。