[发明专利]患者间的大脑配准

说明书

用于数据标准化的患者间大脑配准方法即使存在肿瘤也可变形地对准从不同患者获得的两个大脑图像。

技术领域

本发明涉及成像分析。更具体而言，本发明涉及肿瘤成像分析。

背景技术

并行计算技术使得计算机能够通过群体分析发现大脑异常。数据标准化是群体分析成功的关键，数据标准化在同一坐标空间中显示患者图像。但是，目前可用于大脑群体分析的标准化技术仍然非常基础。大脑标准化目前基于仿射(affine)配准，其使用线性变换将源图像映射到目标图像，而不管软组织变形和肿瘤存在的差异。

发明内容

用于数据标准化的患者间大脑配准方法即使存在肿瘤也可变形地对准从不同患者获得的两个大脑图像。

在一个方面，一种在设备的非瞬态存储器中编程的方法包括执行仿射配准以将源图像和目标图像粗略地定位到相同的坐标空间，其中源图像和目标图像各自包括大脑结构，并且利用肿瘤适应性度量实现微分同胚形变(diffeomorphic demons)可变形配准，以细化大脑结构的边界。仿射配准包括通过保留点、直线和平面来对准图像。微分同胚形变可变形配准利用向量场和幅度。微分同胚形变可变形配准利用光流导出的变形力和可控正则化。微分同胚形变可变形配准包括最小化变形场上的图像强度的匹配误差。肿瘤适应性度量排除肿瘤区域的误差贡献。微分同胚形变可变形配准包括在配准时间内使用平滑的变形轨迹。

在另一方面，一种装置包括用于存储应用的非瞬态存储器，该应用用于：执行仿射配准以将源图像和目标图像粗略地定位到相同的坐标空间，其中源图像和目标图像各自包括大脑结构，以及利用肿瘤适应性度量实现微分同胚形变可变形配准，以细化大脑结构的边界，以及耦合到存储器的处理部件，该处理部件被配置为用于处理应用。仿射配准包括通过保留点、直线和平面来对准图像。微分同胚形变可变形配准利用向量场和幅度。微分同胚形变可变形配准利用光流导出的变形力和可控正则化。微分同胚形变可变形配准包括最小化变形场上的图像强度的匹配误差。肿瘤适应性度量排除肿瘤区域的误差贡献。微分同胚形变可变形配准包括在配准时间内使用平滑的变形轨迹。

在另一方面，一种系统包括磁共振成像设备和计算设备，该计算设备被配置为用于：执行仿射配准以将源图像和目标图像粗略地定位到相同的坐标空间，其中源图像和目标图像各自包括大脑结构，以及利用肿瘤适应性度量实现微分同胚形变可变形配准，以细化大脑结构的边界，以及耦合到存储器的处理部件，该处理部件被配置为用于处理应用。仿射配准包括通过保留点、直线和平面来对准图像。微分同胚形变可变形配准利用向量场和幅度。微分同胚形变可变形配准利用光流导出的变形力和可控正则化。微分同胚形变可变形配准包括最小化变形场上的图像强度的匹配误差。肿瘤适应性度量排除肿瘤区域的误差贡献。微分同胚形变可变形配准包括在配准时间内使用平滑的变形轨迹。

附图说明

图1图示了根据一些实施例的患者间大脑配准方法的图。

图2图示了根据一些实施例的形变可变形配准的图。

图3图示了根据一些实施例的将第一图像变形为第二图像的图。

图4图示了根据一些实施例的用于形变变形配准的肿瘤适应性度量的图。

图5图示了根据一些实施例的正常SSD度量与适应性SSD度量之间的差异的图。

图6图示了根据一些实施例的微分同胚形变配准的图。

图7-9图示了可变形配准之后改善的大脑表面和大脑结构对准的示例。

图10图示了根据一些实施例的被配置为实现患者间大脑配准方法的示例性计算设备的框图。

图11图示了根据一些实施例的磁共振成像(MRI)系统的图。

具体实施方式