[发明专利]基于CT密度值与超声灰度值的三维模型构建方法及系统

说明书

本发明提出了基于CT密度值与超声灰度值的三维模型构建方法及系统，涉及图像配准融合技术领域，获取检测目标的CT图像，并计算CT图像密度分布的直方图熵；将处理后的CT图像密度分布的直方图熵映射为超声图像的声波灰度对比值的差值比重；把由映射得到的超声图像的声波灰度对比值的差值比重和实际超声图像的声波灰度对比值的差值比重通过灰度配准算法进行校准，并得到归一化变换参数；将所有映射得到的超声图像都放入超声三维模型中，计算超声三维模型体素对应的像素值。本发明融合了CT影像和超声影像，充分发挥了两者的优点。使得操作者能够实时看到超声影像和高清CT图像参数。

技术领域

本发明涉及图像配准融合技术领域，具体涉及基于CT密度值与超声灰度值的三维模型构建方法及系统。

背景技术

近年来，医学图像融合在临床诊断和治疗的研究过程中应用的范围越来越大，对融合的精度、时间、适用范围等技术要求也越来越高。高精度和全自动是医学图像融合技术的两个重要的研究方向。当前这方面临床应用的还不多，一些新的方法和技术不断提出和研究。比如智能域方法是近年来研究的热点，主要是模拟人类的智能处理方法，对图像进行特征提取和数据融合。

CT，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的x线束与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，每次扫描过程中由探测器接收穿过人体后的衰减x线信息，再由快速模/数转换器将模拟量转换成数字量，然后输入电子计算机，经电子计算机高速计算，得出该层面各点的x线吸收系数值，用这些数据组成图像的矩阵。由于CT影像完全屏除了重叠干扰，利用窗口技术可以使密度分辨率大大提高，对软组织及实质性器官的显示能力明显优于普通x线检查，

 超声成像具有无损性、实时性等特点，加之三维超声成像技术的应用，使其在诊断和手术(如神经外科手术和脊椎手术等)中应用的优越性口益显现出来。例如将超声图像和CT图像、MRl图像等进行配准，可以方便地实时监测手术中解剖部位的变化，如脑移位(brain shift)等，且不会给病人带来额外的损伤和痛苦。

传统的B型超声成像系统仅能提供人体断面的二维图像，临床医生要在自己的脑子里重构出人体的三维结构需要有相当的经验。这就在一定程度上影响了临床诊断的准确性与治疗的有效性。

使用传统方法匹配的超声图像与CT扫描进行融合，很难满足精度和实行性等要求。由于超声与CT之间模态间的差异性，这就需要开发出新的数据配准技术来满足对齐不同图像的要求。由于感兴趣区域内和周围区域的散射，超声图像显示比较典型的高信噪比。此外，超声成像利用了不同组织解剖结构的回波响应时间不同的特点，因此超声成像技术造成的图像扭曲很难被恢复。融合术中超声与术前CT图像的信息同时能够提供准确的几何信息和实时的解剖信息，同时又是一个实现三维显示的有力工具。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了基于CT密度值与超声灰度值的三维模型构建方法，包括如下步骤：

S1、获取检测目标的CT图像，并计算CT图像密度分布的直方图熵；

S2、将步骤S1的处理后的CT图像密度分布的直方图熵，映射为超声图像的声波灰度对比值的差值比重；

S3、把由映射得到的超声图像的声波灰度对比值的差值比重和实际超声图像的声波灰度对比值的差值比重通过灰度配准算法进行校准，并得到归一化变换参数；

S4、将所有映射得到的超声图像都放入超声三维模型中，计算超声三维模型体素对应的像素值。