图像配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及医学图像处理技术领域，特别是涉及一种图像配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质。


背景技术：

2.基于动态正电子发射型计算机断层显像(positron emission computed tom ography，pet)的动力学参数分析能够揭示示踪剂的生化过程，为临床揭示病理机制提供依据。
3.为了分析示踪剂的生化过程，需要先向待测对象的检测成像部位注射示踪剂，然后采集连续一段时间内的初始pet图像，再对初始pet图像进行动力学参数分析。由于待测对象难以长时间保持身体姿态完全固定，造成不同时间点采集的初始pet图像会产生位移，因此在进行动力学参数分析前，一般需要先对初始pet图像进行配准处理，以提高动力学参数定量的精度。
4.然而，相关技术中对初始pet图像进行配准时，会存在配准结果不够准确的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种图像配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质。
6.第一方面，本技术提供了一种图像配准方法，该方法包括：
7.获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
8.根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
9.获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
10.基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet数据进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
11.在其中一个实施例中，基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像，包括：
12.基于各帧类动态pet图像，对第一预设时间段内的初始动态pet数据进行时间映射，得到各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据；
13.对各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据进行重建，得到对应的映射初始动态pet图像；
14.通过配准后的类动态pet图像，对对应的映射初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
15.在其中一个实施例中，通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像，包括：
16.获取各帧类动态mr图像对应的形变场；
17.根据各帧类动态mr图像对应的形变场，对对应的类动态pet图像进行配准，得到配准后的类动态pet图像。
18.在其中一个实施例中，获取各帧类动态mr图像对应的形变场，包括：
19.基于多帧样本mr图像确定参考图像；
20.通过参考图像分别对各帧类动态mr图像进行图像配准，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。
21.在其中一个实施例中，根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像，包括：
22.将呼吸数据输入至预测模型，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。
23.在其中一个实施例中，上述方法还包括：
24.获取待测对象施予示踪剂前的第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据；
25.通过多帧样本mr图像和样本呼吸数据对初始预测模型进行训练，得到预测模型。
26.在其中一个实施例中，获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，包括：
27.获取第一预设时间段内的初始pet数据；
28.对各帧类动态mr图像与第一预设时间段内的初始pet数据进行时间映射，得到各帧类动态mr图像的映射pet数据；
29.对映射pet数据进行重建，得到各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像。
30.第二方面，本技术提供了一种图像配准装置，该装置包括：
31.数据采集模块，用于获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
32.第一图像确定模块，用于根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
33.第二图像确定模块，用于获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
34.配准模块，用于根据配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
35.第三方面，本技术提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
36.获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
37.根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
38.获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
39.基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
40.第四方面，本技术提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
41.获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
42.根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
43.获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
44.基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
45.上述图像配准方法、装置、计算机设备和可读存储介质，计算机设备获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据，根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像，获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像，基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；上述方法可以通过呼吸数据直接获取类动态mr图像，然后基于类动态mr图像和初始动态pet数据获取具有成像部位的组织/器官结构特征的类动态pet图像，并且基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，使得配准后的动态pet图像能够体现结构信息和明显的图像特征，从而能够提高动态pet图像配准结果的准确度。
附图说明
46.图1为一个实施例中图像配准方法的应用环境图；
47.图2为一个实施例中图像配准方法的流程示意图；
48.图3为一个实施例中对多帧初始动态pet图像进行配准的方法流程示意图；
49.图4为另一个实施例中通过各帧类动态pet图像得到配准后的类动态pet图像的方法流程示意图；
50.图5为另一个实施例中获取各帧类动态mr图像对应的形变场的方法流程示意图；
51.图6为另一个实施例中图像配准过程中的多帧不同类图像示意图；
52.图7为另一个实施例中获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像的方法流程示意图；
53.图8为另一个实施例中时间点与样本mr数据、呼吸数据的对应关系图；
54.图9为一个实施例中图像配准装置的结构框图；
55.图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
56.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
57.本技术提供的图像配准方法，可以适用于图1所示的图像配准系统，能够应用于医学图像配准或医学图像校准场景下。上述图像配准系统包括扫描系统和计算机设备，扫描系统包括医学扫描设备以及能够承载待测对象的工具，该工具可以为扫描床、扫描架、扫描板等等。计算机设备和扫描系统中的医学扫描设备之间可以为通信连接，该通信方式可以为wi-fi，移动网络或蓝牙连接等等。上述医学扫描设备可以为电子计算机断层扫描系统、计算机x线摄影系统或者直接数字化x线摄影系统、磁共振(magnetic resonance，mr)扫描设备等等，还可以为一种能够采集多类医学数据的扫描系统；上述计算机设备可以为各种
个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，但不限于这些。在实际应用中，待测对象可以以不同姿态躺在承载工具上，医学扫描设备可以对待测对象的目标成像部位进行扫描得到扫描数据，医学扫描设备并将扫描数据发送给计算机设备，计算机设备对扫描数据进行重建并分析，最终实现图像配准。可选的，医学扫描设备扫描结束后，可以将医学扫描设备中的磁共振线圈从待测对象的身体上移开，并将承载工具归位。可选的，上述目标成像部位可以为待测对象的脑、肺、腹部以及心脏、血管和关节等等成像部位；上述待测对象可以为人体、动物体等等。在医学上，为了给临床揭示病理机制提供依据，需要对扫描得到的医学图像进行动力学参数分析。
58.其中，动力学参数分析能够揭示示踪剂的生化过程，因此，需要对待测对象施予示踪剂，然后对施予示踪剂的待测对象进行扫描获取医学图像，再对此时获取到的医学图像进行动力学参数分析。可选的，待测对象受到示踪剂在体内积累时间特性的限制，因此，本实施例需要连续采集一定时长的数据，进行重建后生成动态医学图像，然后对动态医学图像进行动力学参数分析以揭示示踪剂的生化过程，进一步医护人员可以根据示踪剂的生化过程确定待测对象的病理结果。在实际场景中，待测对象难以长时间保持身体姿态完全，获取到的动态医学图像与实际会有偏差，因此，在对动态医学图像进行动力学参数分析前，一般需要先对动态医学图像进行配准处理，以提高动力学参数定量的精度。上述动态医学图像可以为动态正电子发射计算机断层显像(positron emission computed tomography，pet)图像、电子计算机断层扫描(computed tomogr aphy，ct)图像、mr图像等等。但在本实施例中，动态医学图像为动态pet图像。
59.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种图像配准方法，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：
60.s100、获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据。
61.具体的，医学扫描设备在对待测对象的任意一个或多个成像部位进行扫描前，医护人员可以先对待测对象的一个或多个成像部位静脉施予一定量的示踪剂，随着组织内示踪剂的积累，在特定时间段内，与被施予示踪剂的成像部位的组织/器官会产生一定的生化反应，并且在该生化反应过程中，病灶区域的组织/器官与非病灶区域的组织/器官会产生明显的区别，这些都是从动态pet图像中能够体现的。
62.可选的，在组织/器官的生化反应过程中，医学扫描设备可以对施予示踪剂的成像部位扫描，以得到动态pet图像，其中，随着成像部位的组织/器官内示踪剂的积累，动态pet图像的对比度会有显著变化，但是，也不是时间越长，动态pet图像的对比度就越大，在一段时间段内，动态pet图像的对比度会达到一个峰值，因此，上述特定时间段包括了动态pet图像的对比度达到峰值的时间点。可选的，特定时间段的起始时间点可以为结束施予示踪剂的时间点，还可以为结束施予示踪剂的时间点之后的某一时间点。可选的，上述示踪剂可以为不同的核素药物，是对待测对象无危害的。
63.在实际应用中，医学扫描设备可以对待测对象被施予示踪剂的一个或多个成像部位进行扫描，获取第一预设时间段内扫描得到的初始pet数据，并且在采集初始pet数据的同时还可以同步采集待测对象的呼吸数据。医学扫描设备可以将扫描采集到的第一预设时间段内的初始pet数据和呼吸数据均发送至计算机设备，计算机设备可以对第一预设时间
段内多个子时间段内的初始pet数据进行重建，得到第一预设时间段对应的多帧动态pet图像。每个子时间段对应一帧动态pet图像。
64.需要说明的是，各帧动态pet图像可以对应第一预设时间段内的一个子时间段内的初始pet数据。可选的，第一预设时间段可以包括多个子时间段，每个子时间段均有对应的一帧初始动态pet图像；每个子时间段所对应的时长可以相等，也可以不相等；多个子时间段组合在一起的时长可以小于或者等于第一预设时间段对应的时长。
65.另外，计算机设备将医学扫描设备扫描得到的初始pet数据可以进行静态重建得到静态pet图像，但在本实施例中，计算机设备将医学扫描设备扫描得到的初始pet数据重建成动态pet图像，并且重建动态pet图像时可以采用动态重建算法。其中，动态pet图像的对比度大于静态pet图像的对比度。上述动态重建算法可以为反投影法、迭代重建算法、滤波反投影法、傅里叶变换法等等，对此本实施例不作限定。
66.s200、根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。
67.具体的，计算机设备可以对第一预设时间段内的呼吸数据进行算术运算、数据转换、分析、数据比对和/或重建等等处理，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。或者，计算机设备还可以先对第一预设时间段内的呼吸数据进行算术运算、数据转换、分析、数据比对和/或重建等等预处理，然后再采用特定算法对预处理结果进行特定处理，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。可选的，上述算术运算可以为加法运算、减法运算、除法运算、乘法运算、指数运算和/或对数运算等等。
68.需要说明的是，各帧类动态mr图像对应的子时间段的长度可以相等，也可以不相等。可选的，各帧类动态mr图像的子时间段的时长可以大于或者等于对应帧的初始动态pet图像的子时间段的时长。可选的，第一预设时间段内可以获取多帧类动态mr图像；每帧类动态mr图像可以为第一预设时间段内的某个子时间段内生成的动态mr图像。其中，每帧类动态mr图像对应的子时间段与每帧动态pet图像对应的子时间段不同。
69.s300、获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像。
70.在本实施例中，第一预设时间段内的初始pet数据具有对应的多帧类动态pet图像，各帧初始动态pet图像具有对应的类动态pet图像。在本实施例中，初始pet数据也可以称为动态pet数据。可选的，各帧初始动态pet图像的子时间段的时长可以小于或者等于对应帧的类动态pet图像的子时间段的时长。
71.可以理解的是，计算机设备可以通过各帧类动态mr图像和对应帧的动态pet图像进行映射处理、转换处理和/或分析处理等等，得到各帧类动态mr图像对应各帧的类动态pet图像。可选的，映射处理可以理解为尺寸相同的类动态mr图像和对应动态pet图像中对应位置的像素点的像素值之间的映射后，并将映射位置上的两个像素点的像素值叠加或者相减等运算的过程。可选的，转换处理可以理解为通过一个预设值或多个预设值与类动态mr图像中不同位置的像素点的像素值进行算术运算的过程。分析处理可以理解为对类动态mr图像中的各像素点的像素分辨率进行分析的过程。
72.进一步，计算机设备可以将任意一帧类动态mr图像作为参考图像，对各帧类动态pet图像进行图像配准，得到配准后的类动态pet图像。其中，上述类动态pet图像可以体现待测对象的成像成像部位的组织/器官的边界、形状等信息，也就是，类动态pet图像中携带
有组织/器官的结构信息，且类动态pet图像与其它医学图像相比，可以体现图像中的明显特征点。
73.s400、基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
74.进一步，计算机设备可以通过携带有组织/器官结构信息的配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，以提高动态pet图像配准结果的准确性。其中，计算机设备可以将配准后的类动态pet图像作为参考图像，采用配准算法对各帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。可选的，计算机设备还可以分别对配准后的类动态pet图像和各帧初始动态pet图像进行算术运算，以实现对各帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
75.在本实施例中，第一预设时间段内待测对象几乎为同一姿态。在实际处理过程中，动态pet图像、类动态pet图像和类动态mr图像的尺寸可以相同。
76.上述图像配准方法中，计算机设备可以获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据，根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像，获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像，基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；上述方法可以通过呼吸数据直接获取类动态mr图像，然后基于类动态mr图像和初始动态pet数据获取具有成像部位的组织/器官结构特征的类动态pet图像，并且基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，使得配准后的动态pet图像能够体现结构信息和明显的图像特征，从而能够提高动态pet图像配准结果的准确度；同时，上述方法能够降低获取类动态mr图像的复杂性，并且还可以让医护人员从配准后的动态pet图像中准确获取待测对象的病理机制，进一步提高诊疗方法的准确性，并且能够及时采取有效治疗方法对待测对象进行治疗。
77.作为其中一个实施例，如图3所示，上述s400中基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像的步骤，可以通过以下步骤实现：
78.s410、基于各帧类动态pet图像，对第一预设时间段内的初始动态pet数据进行时间映射，得到各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据。
79.具体的，第一预设时间段内的各帧类动态pet图像与部分初始动态pet数据对应，因此，计算机设备可以根据各帧类动态pet图像对应的子时间段和各帧初始动态pet数据对应的子时间段，对各帧类动态pet图像与各帧初始动态pet数据进行时间映射，得到各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据。
80.s420、对各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据进行重建，得到对应的映射初始动态pet图像。
81.具体的，计算机设备可以采用直接反投影法、迭代法或二维傅立叶变换重建法，对各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据进行重建，得到各帧类动态pet图像对应的映射初始动态pet图像。
82.示例性的，若第一预设时间段内有两帧类动态pet图像和四帧初始动态pet图像，两帧类动态pet图像分别为类动态pet图像1、类动态pet图像2，四帧初始动态pet图像分别为初始动态pet图像1、初始动态pet图像2、初始动态pet图像3、初始动态pet图像4，其中，类
动态pet图像1对应的子时间段为[0，2]，类动态pet图像2对应的子时间段为[2，4]，初始动态pet图像1对应的子时间段为[0，1]，初始动态pet图像2对应的子时间段为[1，2]，初始动态pet图像3对应的子时间段为[2，3]，初始动态pet图像4对应的子时间段为[3，4](区间内的数据均表示时间点)，则计算机设备可以将初始动态pet图像1对应的子时间段[0，1]和初始动态pet图像2对应的子时间段[1，2]映射至类动态pet图像1对应的子时间段[0，2]中，并且将初始动态pet图像3对应的子时间段[2，3]和初始动态pet图像4对应的子时间段[3，4]映射至类动态pet图像2对应的子时间段[2，4]中，分别类动态pet图像1的映射初始动态pet图像1和映射初始动态pet图像2，类动态pet图像2的映射初始动态pet图像3和映射初始动态pet图像4。
[0083]
或者，若第一预设时间段内的类动态pet图像1对应的子时间段为[0，4]，类动态pet图像2对应的子时间段为[5，9]，初始动态pet图像1对应的子时间段为[0，1.5]，初始动态pet图像2对应的子时间段为[2.5，4]，初始动态pet图像3对应的子时间段为[5，6.5]，初始动态pet图像4对应的子时间段为[7.5，9](区间内的数据均表示时间点)，则计算机设备可以将初始动态pet图像1对应的子时间段[0，1.5]和初始动态pet图像2对应的子时间段[2.5，4]映射至类动态pet图像1对应的子时间段[0，4]中，并且将初始动态pet图像3对应的子时间段[5，6.5]和初始动态pet图像4对应的子时间段[7.5，9]映射至类动态pet图像2对应的子时间段[5，9]中，分别类动态pet图像1的映射初始动态pet图像1和映射初始动态pet图像2，类动态pet图像2的映射初始动态pet图像3和映射初始动态pet图像4。
[0084]
在本实施例中，各帧初始动态pet图像对应的子时间段的时长可以相等；各帧类动态pet图像对应的子时间段的时长大于对应的各帧初始动态pet图像对应的子时间段的时长。
[0085]
s430、通过配准后的类动态pet图像，对对应的映射初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
[0086]
具体的，各帧类动态pet图像均有对应的配准后的类动态pet图像。其中，计算机设备可以将各帧配准后的类动态pet图像分别作为参考图像，采用图像配准算法对各帧配准后的类动态pet图像对应的映射初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
[0087]
上述图像配准方法可以基于配准后的类动态pet图像，对对应的映射初始动态pet图像进行配准，使得配准后的动态pet图像能够体现结构信息和明显的图像特征，从而能够提高动态pet图像配准结果的准确度；同时，通过上述方法还可以让医护人员从配准后的动态pet图像中准确获取待测对象的病理机制，进一步提高诊疗方法的准确性，并且能够及时采取有效治疗方法对待测对象进行治疗。
[0088]
作为其中一个实施例，如图4所示，上述s300中通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像的步骤，可以通过以下步骤实现：
[0089]
s310、获取各帧类动态mr图像对应的形变场。
[0090]
具体的，计算机设备可以对各帧类动态mr图像进行算术运算、转换、分析和/或对比等处理，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。在本实施例中，图像可以用矩阵的形式表示，矩阵的尺寸大小与图像的尺寸大小可以相同。若图像的尺寸大小为3
×
3，则矩阵的尺寸大小也是3
×
3，矩阵中的第一行第一列的数据可以为图像中第一行第一列的像素点的像素值和第一行第一列的像素点的位置(1，1)，矩阵中的第一行第二列的数据可以为图像中第
一行第二列的像素点的像素值和第一行第二列的像素点的位置(1，2)图像中其它像素点的像素值与矩阵中对应位置上的数据也有对应关系。
[0091]
需要说明的是，形变场可以通过形变场矩阵表示，该形变场矩阵的大小可以等于类动态mr图像的像素矩阵大小。可选的，形变场矩阵中不同位置的数值可以表示类动态mr图像中对应的像素点的形变值。
[0092]
其中，如图5所示，上述s310中获取各帧类动态mr图像对应的形变场的步骤，可以包括：
[0093]
s311、基于多帧样本mr图像确定参考图像。
[0094]
具体的，医护人员在对待测对象的一个或多个成像部位施予一定量的示踪剂前的一段时间段内，医学扫描设备可以对待测对象的成像部位进行扫描，获取样本mr数据，并将样本mr数据发送给计算机设备。计算机设备可以对该段时间段内的样本mr数据进行重建，得到多帧样本mr图像。各帧样本mr图像均有对应的子时间段，且各帧样本mr图像对应的子时间段组合在一起的时间段与医学扫描设备采集到的样本mr数据的时间段相等。
[0095]
其中，计算机设备可以从多帧样本mr图像中选取任意一帧mr图像作为参考图像。但在本实施例中，计算机设备可以选取与第一预设时间段的起始时间点最近的子时间段对应的一帧样本mr图像作为参考图像。其中，对应的样本mr数据中可以携带组织/器官的弛豫属性，也就是样本mr数据中可以包括t1wi序列和/或t2wi序列等等。t1wi序列表示核磁共振的t1序列，t2wi序列表示核磁共振的t2序列。
[0096]
s312、通过参考图像分别对各帧类动态mr图像进行图像配准，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。
[0097]
可以理解的是，计算机设备可以采用图像配准算法，通过选取的参考图像对各帧类动态mr图像进行图像配准，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。该形变场对应的形变场矩阵可以等于参考图像与各帧类动态mr图像中各像素点的像素值之间的差值。
[0098]
本实施例可以获取各帧类动态mr图像对应的形变场，进而通过各帧类动态mr图像对应的形变场，以方便对对应时间段的各帧类动态pet图像进行配准，使得类动态pet图像的配准能够考虑到类动态mr图像的结构密度，从而能够提高图像配准结果的准确度。
[0099]
s320、根据各帧类动态mr图像对应的形变场，对对应的类动态pet图像进行配准，得到配准后的类动态pet图像。
[0100]
同时，计算机设备可以采用图像配准算法，通过各帧类动态mr图像对应的形变场对对应的类动态pet图像进行配准，得到配准后的类动态pet图像。
[0101]
在本实施例中，上述图像配准算法可以为基于图像灰度的匹配算法或者基于图像特征的匹配算法，还可以为其它的图像匹配算法，对此本实施例不做限定。其中，上述基于图像灰度的匹配算法可以为平均绝对差算法、绝对误差和算法、误差平方和算法、平均误差平方和算法、归一化积相关算法、序贯相似性算法等等；上述基于图像特征的匹配算法可以为特征提取、特征匹配、模型参数估计、图像变换和灰度插值算法等等。图6为图像配准过程中，一待测对象的某一成像部位对应的多帧类动态mr图像、配准后的类动态mr图像、类动态pet图像、配准后的类动态pet图像、动态pet图像以及配准后的动态pet图像示意图。
[0102]
上述图像配准方法中，计算机设备可以获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和多帧初始动态pet图像，根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多
帧类动态mr图像，获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像得到配准后的类动态pet图像，基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；上述方法可以通过呼吸数据直接获取类动态mr图像，然后基于类动态mr图像和初始动态pet数据获取具有成像部位的组织/器官结构特征的类动态pet图像，并且基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，使得配准后的动态pet图像能够体现结构信息和明显的图像特征，从而能够提高动态pet图像配准结果的准确度；同时，上述方法还可以让医护人员从配准后的动态pet图像中准确获取待测对象的病理机制，进一步提高诊疗方法的准确性，并且能够及时采取有效治疗方法对待测对象进行治疗。
[0103]
作为其中一个实施例中，上述s200中根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像的步骤，可以包括：将呼吸数据输入至预测模型，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。
[0104]
具体的，计算机设备可以将第一预设时间段的呼吸数据输入至预测模型，预测模型输出第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。其中，预测模型可以为预先训练好的网络模型，且在上述s200中的步骤执行之前，预测模型已被训练好。上述预测模型可以由卷积神经网络模型、循环神经网络模型、对抗神经网络模型中的至少一种组成。
[0105]
其中，在执行上述将呼吸数据输入至预测模型，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像的步骤之前，上述图像配准方法还可以包括：获取待测对象施予示踪剂前的第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据；通过多帧样本mr图像和样本呼吸数据对初始预测模型进行训练，得到预测模型。
[0106]
需要说明的是，计算机设备可以通过施予示踪剂之前第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据，对初始预测模型进行网络模型训练，得到预先训练好的预测模型。也就是，将第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据输入至初始预测模型中，进行循环迭代训练，得到最优的预测模型。可选的，第二预设时间段的时长可以大于、小于或者等于第一预设时间段的时长。
[0107]
可以理解的是，计算机设备可以将第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据输入至初始预测模型中，得到类动态mr预测结果，并通过损失函数计算类动态mr预测结果与标准类动态mr图像之间的预测误差值，并根据预测误差值更新初始预测模型中的初始网络参数，不断迭代以上训练步骤，直到预测误差值满足预设误差阈值或迭代次数达到预设迭代次数阈值为止，得到预先训练好的预测模型。在对待测对象的成像部位施予示踪剂前的第二时间段内，医学扫描设备可以扫描待测对象的成像部位，得到样本mr数据。计算机设备可以将第二时间段进行分段处理，得到多个子时间段，然后对每个时间段内的样本mr数据进行重建，得到多个子时间段对应的多帧样本mr图像。各帧样本mr图像对应的子时间段的时长可以相等，也可以不相等。各帧样本mr图像对应的子时间段组合在一起对应的时间段可以等于第二预设时间段。可选的，上述标准类动态mr图像可以为理想化的类动态mr图像。
[0108]
上述图像配准方法可以利用与动态pet数据同步被采集到的呼吸数据就能够获取具有结构信息的类动态mr图像，从而缩小了数据采集时长，同时，可以通过呼吸数据直接得到类动态mr图像，并不需要先采集动态mr数据，再将动态mr数据重建成动态mr图像，之后对
动态mr图像进行间接处理才能得到类动态mr图像的过程，从而减少了整个图像配准的数据处理过程，缩短了图像配准时长。
[0109]
作为其中一个实施例，如图7所示，上述s300中获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像的步骤，可以包括：
[0110]
s330、获取第一预设时间段内的初始pet数据。
[0111]
具体的，待测对象的成像部位被施予示踪剂后，医学扫描设备可以实时对施予示踪剂的成像部位扫描一段时间，以采集第一预设时间段内的初始pet数据，并将采集到的初始pet数据发送给计算机设备。或者，计算机设备还可以从云端或者本地数据中获取历史时间段内采集到的初始pet数据，即第一预设时间段内的初始pet数据。在本实施例中，对获取第一预设时间段内的初始pet数据的方式可以不做限定。图8示出了同一时间轴上第一预设时间段、第二预设时间段、施予示踪剂的时间点、以及对应的初始pet数据、样本mr数据以及呼吸数据的对应关系图。图8中训练序列可以为训练预测模型时采集到的多个子时间段的样本mr数据；序列1、序列2和序列3可以为施予示踪剂后对应的3个子时间段的样本mr数据，但是，施予示踪剂后对应的3个子时间段的样本mr数据在图像配准过程中可以不使用。
[0112]
s340、对各帧类动态mr图像与第一预设时间段内的初始pet数据进行时间映射，得到各帧类动态mr图像的映射pet数据。
[0113]
具体的，对各帧类动态mr图像与第一预设时间段内的初始pet数据进行时间映射可以理解为，将各帧类动态mr图像的子时间段与第一预设时间段内对应子时间段进行时间映射，得到各帧类动态mr图像的映射pet数据。
[0114]
s350、对映射pet数据进行重建，得到各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像。
[0115]
进一步，计算机设备可以对各子时间段内的映射pet数据进行重建，得到各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像。
[0116]
上述图像配准方法可以获取类动态pet图像，进一步对类动态pet图像进行配准，然后基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，使得配准后的动态pet图像能够体现结构信息和明显的图像特征，从而能够提高动态pet图像配准结果的准确度。
[0117]
为了便于本领域技术人员的理解，以执行主体为计算机设备为例介绍本技术提供的图像配准方法，具体的，该方法包括：
[0118]
(1)获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据。
[0119]
(2)获取待测对象施予示踪剂前的第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据。
[0120]
(3)通过多帧样本mr图像和样本呼吸数据对初始预测模型进行训练，得到预测模型。
[0121]
(4)将呼吸数据输入至预测模型，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。
[0122]
(5)对各帧类动态mr图像与第一预设时间段内的初始pet数据进行时间映射，得到各帧类动态mr图像的映射pet数据。
[0123]
(6)对映射pet数据进行重建，得到各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像。
[0124]
(7)基于多帧样本mr图像确定参考图像。
[0125]
(8)通过参考图像分别对各帧类动态mr图像进行图像配准，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。
[0126]
(9)根据各帧类动态mr图像对应的形变场，对对应的类动态pet图像进行配准，得到配准后的类动态pet图像。
[0127]
(10)基于各帧类动态pet图像，对第一预设时间段内的各帧初始动态pet数据进行时间映射，得到各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据。
[0128]
(11)对各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据进行重建，得到对应的映射初始动态pet图像。
[0129]
(12)通过配准后的类动态pet图像，对对应的映射初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
[0130]
以上(1)至(12)的执行过程具体可以参见上述实施例的描述，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0131]
应该理解的是，虽然图2-5和7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5和7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0132]
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种图像配准装置，包括：数据采集模块11、第一图像确定模块12、第二图像确定模块13和配准模块14，其中：
[0133]
数据采集模块11，用于获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
[0134]
第一图像确定模块12，用于根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
[0135]
第二图像确定模块13，用于获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
[0136]
配准模块14，用于根据配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
[0137]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0138]
在其中一个实施例中，配准模块14包括：第一时间映射单元、重建单元和第一配准单元，其中：
[0139]
第一时间映射单元，用于根据各帧类动态pet图像，对第一预设时间段内的初始动态pet数据进行时间映射，得到各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据；
[0140]
重建单元，用于对各帧类动态pet图像的映射初始动态pet数据进行重建，得到对应的映射初始动态pet图像；
[0141]
第一配准单元，用于通过配准后的类动态pet图像，对对应的映射初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像。
[0142]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0143]
在其中一个实施例中，第二图像确定模块13包括：形变场获取单元和第二配准单元，其中：
[0144]
形变场获取单元，用于获取各帧类动态mr图像对应的形变场；
[0145]
第二配准单元，用于根据各帧类动态mr图像对应的形变场，对对应的类动态pet图像进行配准，得到配准后的类动态pet图像。
[0146]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0147]
在其中一个实施例中，形变场获取单元包括：参考图像确定子单元和图像配准子单元，其中：
[0148]
参考图像确定子单元，用于根据多帧样本mr图像确定参考图像；
[0149]
图像配准子单元，用于通过参考图像分别对各帧类动态mr图像进行图像配准，得到各帧类动态mr图像对应的形变场。
[0150]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0151]
在其中一个实施例中，第一图像确定模块12具体用于将呼吸数据输入至预测模型，得到第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像。
[0152]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0153]
在其中一个实施例中，上述图像配准装置还包括：数据获取模块和训练模块，其中：
[0154]
数据获取模块，用于获取待测对象施予示踪剂前的第二预设时间段内的多帧样本mr图像和样本呼吸数据；
[0155]
训练模块，用于通过多帧样本mr图像和样本呼吸数据对初始预测模型进行训练，得到预测模型。
[0156]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0157]
在其中一个实施例中，第二图像确定模块13包括：数据获取单元、第二时间映射单元和数据重建单元，其中：
[0158]
数据获取单元，用于获取第一预设时间段内的初始pet数据；
[0159]
第二时间映射单元，用于对各帧类动态mr图像与第一预设时间段内的初始pet数据进行时间映射，得到各帧类动态mr图像的映射pet数据；
[0160]
数据重建单元，用于对映射pet数据进行重建，得到各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像。
[0161]
本实施例提供的图像配准装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
[0162]
关于图像配准装置的具体限定可以参见上文中对于图像配准方法的限定，在此不再赘述。上述图像配准装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0163]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储呼吸数据和动态pet图像。该计算机设备的网络接口用于与外部的终点通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种强化程度分析方法。
[0164]
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0165]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0166]
获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
[0167]
根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
[0168]
获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
[0169]
基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
[0170]
在一个实施例中，提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0171]
获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
[0172]
根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
[0173]
获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
[0174]
基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
[0175]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0176]
获取待测对象施予示踪剂后第一预设时间段内的呼吸数据和初始动态pet数据；
[0177]
根据呼吸数据确定第一预设时间段内相应的多帧类动态mr图像；
[0178]
获取各帧类动态mr图像对应的类动态pet图像，并通过各帧类动态pet图像确定配准后的类动态pet图像；
[0179]
基于配准后的类动态pet图像，对多帧初始动态pet图像进行配准，得到配准后的动态pet图像；多帧初始动态pet图像为对初始动态pet数据重建得到的图像。
[0180]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以
通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0181]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0182]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。