[发明专利]一种对脑图谱进行分割与标注的方法及手术导航系统

权利要求书

1.一种对脑图谱进行分割与标注的方法，其特征在于，包括：

S1，获取待处理的医学影像，对所述医学影像进行预处理得到去噪图像I₀；

S2，将所述去噪图像I₀与标准脑图像I_S配准，得到配准关系T,获得所述去噪图像I₀在标准脑空间下的图像I₁，I₁＝T(I₀)，对于所述配准关系T，使用GPU通过以下公式计算互信息(C_sim)达到极值时获得：

Ω₀指的是像素点x的所有取值范围，I(x)表示图像I中像素点x处的灰度值；

S3，基于多图谱和马尔可夫场对所述图像I₁进行分割，并对像素点x标注标签x_s，所述标签x_s类型的序号s的最大值等于所述多图谱的脑区数量，

其中：P(x|s)＝αp₁(x_s)+βp₂(x_s)+γp₃(x_s)，

P(x|s)表示标签序号为s的像素点x的似然估计，p₁代表平均图谱，p₂代表平均曲率图谱，p₃代表平均灰度图谱，α，β，γ为归一化常数，Z为归一化常数，U(s)为吉布斯采样时的势能函数；

S4，使用经标注图像和逆配准关系T^-1，将经标注图像转回原图像空间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理包括消除随机噪声和灰度归一化。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述消除随机噪声是通过使用高斯加权滤波器进行滤波进行的。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述灰度归一化将灰度值缩放至0-1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准脑图像I_S是使用至少10位健康成年人的脑影像进行对齐、缩放至同一尺度，脑区对齐后进行平均获得的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多图谱指的是在n张原始影像上，由经验丰富的临床医师手工标注的标准脑空间下的脑区图谱，可以是选自以下的商业化数字化脑图谱：Bordmann图谱，Talairach脑图谱，WholeBrain脑图谱，VOXEL-MAN脑图谱，BrainWeb脑图谱。

7.一种用于脑图谱分割与标注的装置，其特征在于，包括：

去噪模块，用于获取待处理的医学影像，对所述医学影像进行预处理得到去噪图像I₀；

配准模块，用于将所述去噪图像I₀与标准脑图像I_S配准，得到配准关系T,获得所述去噪图像I₀在标准脑空间下的图像I₁，I₁＝T(I₀)；

分割标注模块，用于基于多图谱和马尔可夫场对所述图像I₁进行分割，并对点x标注标签x_s；

其中：P(x|s)＝αp₁(x_s)+βp₂(x_s)+γp₃(x_s)，

P(x|s)表示标签序号为s的像素点x的似然估计，p₁代表平均图谱，p₂代表平均曲率图谱，p₃代表平均灰度图谱，α，β，γ为归一化常数，Z为归一化常数，U(s)为吉布斯采样时的势能函数；

标签还原模块，用于使用经标注图像和逆配准关系T^-1，将经标注图像转回原图像空间。