CN114332223A - 掩膜生成方法、图像配准方法、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种掩膜生成方法、图像配准方法、计算机设备及存储介质，属于医学影像技术领域。所述方法包括：在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和患者的固定部位所在区域；基于所述目标部位所在区域和所述固定部位所在区域，生成包含所述目标部位和所述固定部位的非规则形状的掩膜区域。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，可以有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度。

Description

掩膜生成方法、图像配准方法、计算机设备及存储介质

技术领域

本申请涉及医学影像技术领域，特别涉及一种掩膜生成方法、图像配准方法、计算机设备及存储介质。

背景技术

目前，采用计算机断层扫描(英文：Computed Tomography；简称：CT)、能谱CT、锥形束CT(英文：Cone Beam CT；简称：CBCT)、核磁共振成像(英文：Magnetic ResonanceImaging；简称：MRI)等技术的医用成像设备，已经广泛应用于临床医学影像诊断中。

在做医学图像分析时，经常要将同一患者多幅医学图像放在一起分析，从而得到该患者的多方面的综合信息，提高医学诊断和治疗的水平。为了便于对同一患者多幅医学图像进行分析，需要对这些医学图像进行图像配准处理。例如，可以基于基准图像中的感兴趣的区域(例如，肿瘤所在区域)对基准图像和待配准图像进行配准。

然而，患者的肿瘤的位置通常会随着时间的推移而发生变化，当基准图像和待配准图像为不同时间段获取的同一患者的医学图像时，若仅基于基准图像中的感兴趣的区域对基准图像和待配准图像进行配准，则会严重影响基准图像和待配准图像的配准精度。

发明内容

本申请实施例提供了一种图像配准方法、计算机设备及计算机可读存储介质。可以解决现有技术的基准图像和待配准图像的配准精度较低的问题，所述技术方案如下。

一方面，提供了一种掩膜生成方法，所述方法包括：在基准图像中确定患者的目标部位所在区域，所述目标部位所在区域为感兴趣的区域；在所述基准图像中确定所述患者的固定部位所在区域，所述患者的固定部位包括：所述患者的骨性部位；基于所述目标部位所在区域和所述固定部位所在区域，生成包含所述目标部位和所述固定部位的非规则形状的掩膜区域。

可选的，基于所述目标部位所在区域和所述固定部位所在区域，生成包含所述目标部位和所述固定部位的非规则形状的掩膜区域，包括：在所述基准图像中确定所述目标部位的轮廓，以及所述固定部位的轮廓；基于所述目标部位的轮廓和所述固定部位的轮廓，生成包围所述目标部位和所述固定部位的待选轮廓；基于所述待选轮廓，生成所述掩膜区域。

可选的，基于所述待选轮廓，生成所述掩膜区域，包括：若检测出所述待选轮廓所围成的区域全部位于所述基准图像中的患者所在区域内，则将所述待选轮廓所围成的区域确定为所述掩膜区域；若检测出所述待选轮廓所围成的区域部分位于所述基准图像中的患者所在区域外，则将所述待选轮廓所围成的区域与所述基准图像中的患者所在区域的交叠区域确定为所述掩膜区域。

可选的，所述方法还包括：在接收到对所述掩膜区域的修改指令后，将位于所述掩膜区域外的第一目标区域增加至所述掩膜区域内，或者，将第二目标区域从所述掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

可选的，在所述基准图像中确定所述目标部位的轮廓，包括：在接收到对所述目标部位的轮廓勾画的第一指令后，基于所述第一指令在所述基准图像中生成所述目标部位的轮廓；或者，对所述基准图像中的目标部位进行识别处理，以在所述基准图像中生成所述目标部位的轮廓。

可选的，在所述基准图像中确定所述固定部位的轮廓，包括：在接收到对所述固定部位的轮廓勾画的第二指令后，基于所述第二指令在所述基准图像中生成所述固定部位的轮廓。

另一方面，提供了一种图像配准方法，所述方法包括：获取基准图像和待配准图像，所述基准图像和所述待配准图像为同一患者的医学图像；采用上述的掩膜生成方法，在所述基准图像中生成包含所述患者的目标部位和固定部位的掩膜区域；基于所述基准图像中的掩膜区域，对所述基准图像和所述待配准图像进行配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

可选的，基于所述基准图像中的掩膜区域，对所述基准图像和所述待配准图像进行配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系，包括：对所述基准图像和所述待配准图像进行第一配准处理，以得到初始配准结果；基于所述初始配准结果和所述基准图像中的掩膜区域，在所述待配准图像中确定与所述掩膜区域在空间维度上对应的目标区域；所述掩膜区域内的图像和所述目标区域内的图像进行第二配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

又一方面，提供了一种计算机设备，包括：处理器，以及用于存储所述处理器的可执行指令的存储器，其中，所述处理器被配准为执行上述的掩膜生成方法，或上述的图像配准方法。

再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述可读存储介质在处理组件上运行时，使得所述处理组件执行上述的掩膜生成方法，或上述的图像配准方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和固定部位所在区域，并生成包含患者的目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域后，可以根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种医学图像的轮廓获取方法所涉及的医用系统的结构示意；

图2是本申请实施例提供的一种掩膜生成方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的另一种掩膜生成方法的流程图；

图4是本申请实施例提供的一种带有目标部位的轮廓和固定目标的轮廓的基准图像的效果图；

图5是本申请实施例提供的一种带有掩膜区域的基准图像的效果图；

图6是本申请实施例提供了一种图像配准方法的流程图；

图7是本申请实施例提供的一种掩膜生成装置的结构框图；

图8是本申请实施例提供的一种生成模块的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种医用系统的结构示意。医用系统100可以包括：医用成像设备101和计算机设备102。

医用成像设备101可以为：CT设备、能谱CT设备、锥形束CT设备或MRI设备。该医用成像设备101能够采集患者的医学图像。

计算机设备102可以为诸如手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等设备，也可以为一台服务器或由若干服务器组成的计算系统。

其中，计算机设备102可以与医用成像设备101通信连接，该医用成像设备101能够将其采集的医用切面图像发送给计算机设备102。需要说明的是，本申请实施例中所谓的通信连接，可以是通过有线网络或者无线网络建立的通信连接。

请参考图2，图2是本申请实施例提供的一种掩膜生成方法的流程图。掩膜生成方法应用于图1示出的医用系统100中的计算机设备102。该掩膜生成方法可以包括以下步骤。

步骤201、在基准图像中确定患者的目标部位所在区域。其中，基准图像可以为患者的医学图像。患者的目标部位所在区域可以为感兴趣的区域，例如，其可以为患者的肿瘤所在区域。

步骤202、在基准图像中确定患者的固定部分所在区域。其中，患者的固定部位通常可以为位置不会随着时间的推移而发生变化的部位，且固定部位通常也不易发生形变，例如，患者的固定部位可以为患者的骨性部位。

步骤203、基于目标部位所在区域和固定部位所在区域，生成包含目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域。

在本申请实施例中，在基准图像内生成掩膜区域后，后续即可基于掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准。

综上所述，本申请实施例提供的掩膜生成方法，通过在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和固定部位所在区域，并生成包含患者的目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域后，可以根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

请参考图3，图3是本申请实施例提供的另一种掩膜生成方法的流程图。该图像配准方法应用与图1示出的医用系统100中的计算机设备102。该图像配准方法可以包括以下步骤。

步骤301、获取基准图像。

其中，基准图像可以为患者的医学图像。在本申请实施例中，基准图像可以为医用成像设备采集的患者的医学图像。为此，在医用成像设备在采集到多张同一患者的医学图像后，计算机设备可以获取医用成像设备采集的多张医学图像，并将该多张医学图像中的至少一张医学图像作为基准图像。

需要说明的是，在计算机设备获取到医用成像设备采集的多张医学图像后，操作人员(例如，医生)可以与计算机设备进行交互，以在多张医学图像中指定基准图像。

步骤302、在基准图像中确定患者的目标部位的轮廓，以及患者的固定部位的轮廓。

在本申请实施例中，计算机设备可以在基准图像中确定患者的目标部位的轮廓，以及患者的固定部位的轮廓。

其中，基准图像中的患者的目标部位所在区域通常也称为感兴趣的区域，例如，患者的目标部位可以为患者的病灶部位(例如肿瘤)或者位于病灶部位周围的危及器官等。患者的固定部位通常可以为位置不会随着时间的推移而发生变化的部位，且固定部位通常也不易发生形变，示例的，该固定部位可以为患者的骨性部位。

例如，当基准图像为包含患者的头部的CT图像时，患者的目标部位可以为患者的头部内的肿瘤，患者的固定部位可以为患者的头部内的头骨。又例如，当基准图像为包含患者胸腔的CT图像时，患者的目标部位可以为患者的胸腔内的肿瘤，患者的固定部位可以为患者的脊椎中的至少部分。

示例的，请参考图4，图4是本申请实施例提供的一种带有目标部位的轮廓和固定目标的轮廓的基准图像的效果图。计算机设备可以在基准图像P中确定出目标部位G的轮廓和固定部位S的轮廓。

在本申请实施例中，计算机设备在基准图像中确定患者的目标部位的轮廓有多种可实现方式，本申请实施例以以下两种可选的实现方式为例进行示意性的说明。

第一种可选的实现方式，计算机设备在基准图像中确定患者的目标部位的轮廓可以包括：在计算机设备接收到对患者的目标部位的轮廓勾画的第一指令后，计算机设备可以基于第一指令在基准图像中生成目标部位的轮廓。

示例的，在计算机设备获取到基准图像后，操作人员可以在计算机设备上触发用于对患者的目标部位进行勾画的第一指令，使得计算机设备在接收到该第一指令后，能够基于该第一指令生成目标部位的轮廓。之后，计算机设备可以将目标部位的轮廓与基准图像进行叠层处理。在这种情况下，如图4所示，可以在基准图像P上呈现出目标部位G的轮廓。

例如，计算机设备具有显示界面，该显示界面上可以显示基准图像，且该显示界面上可以显示有目标部位勾画按钮。若操作人员点击了目标部位勾画按钮，且在显示界面上进行了滑动操作，且该滑动操作的轨迹即可以为目标部位的轮廓，这样，计算机设备便能够在基准图像上生成目标部位的轮廓。

第二种可选的实现方式，计算机设备在基准图像中确定患者的目标部位的轮廓可以包括：计算机设备对基准图像中的目标部位进行识别处理，以在基准图像中生成目标部位的轮廓。

示例的，在计算机设备获取到基准图像后，计算机设备可以向人工智能(英文：Artificial Intelligence，简称：AI)模型输入基准图像，得到AI模型输出的基准图像中的目标部位的轮廓。之后，计算机设备可以将目标部位的轮廓与基准图像进行叠层处理，在这种情况下，如图4所示，可以在基准图像P上呈现出目标部位G的轮廓。

其中，该AI模型可以为采用深度神经网络或卷积神经网络等进行学习训练得到的模型。

在本申请实施例中，计算机设备在基准图像中确定患者的固定部位的轮廓可以包括：在计算机设备接收到对患者的固定部位的轮廓勾画的第二指令后，计算机设备可以基于第二指令在基准图像中生成固定部位的轮廓。

示例的，在计算机设备获取到基准图像后，操作人员可以在计算机设备上触发用于对患者的固定部位进行勾画的第二指令，使得计算机设备在接收到该第二指令后，能够基于该第二指令生成固定部位的轮廓。之后，计算机设备可以将固定部位的轮廓与基准图像进行叠层处理，这样便能够在基准图像上呈现出固定部位的轮廓。

例如，计算机设备具有显示界面，该显示界面上还可以显示有固定部位勾画按钮。若操作人员点击了固定部位勾画按钮，且在显示界面上进行了滑动操作，且该滑动操作的轨迹即可以为固定部位的轮廓。在这种情况下，如图4所示，可以在基准图像P上呈现出固定部位S的轮廓。

需要说明的是，为了提高后续对基准图像和待配准图像进行配准的效率，需要保证固定部位与目标部位之间的距离较近。为此，操作人员在对固定部位的轮廓进行勾画时，需要将距离患者的目标部位最近的固定部位的轮廓勾画处理。如此，计算机设备后续基于目标部位的轮廓和固定部位的轮廓生成的掩膜区域的面积较小，使得计算机设备后续在基于掩膜区域对基准图像和待配准的图像进行配准的效率较高。

步骤303、基于目标部位的轮廓和固定部位的轮廓，生成包围目标部位和固定部位的待选轮廓。

在本申请实施例中，在计算机设备在基座图像中确定出目标部位的轮廓和固定的部位的轮廓后，计算机设备可以生成包围该目标部位和固定部位的待选轮廓。其中，待选轮廓所围成的区域能够包围目标部位所在区域和固定部位所在区域，以及位于目标部位所在区域和固定部位所在区域之间的区域。

示例的，首先，计算机设备可以基于目标部位的轮廓和固定部位的轮廓，在基准图像中确定出目标部位的轮廓的各个轮廓坐标点，以及固定部位的轮廓的各个轮廓坐标点。之后，计算机设备可以基于目标部位的轮廓的各个轮廓坐标点和固定部位的轮廓的各个轮廓坐标点，采用凸包算法在基准图像中确定出能够包围目标部位的轮廓的各个轮廓坐标点和固定部位的轮廓的各个轮廓坐标点的待选轮廓的各个坐标点。最后，计算机设备可以基于待选轮廓的各个坐标点在基准图像中生成待选轮廓。

步骤304、基于待选轮廓，生成包含目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域。

在本申请实施例中，在计算机设备生成包围目标部位和固定部位的待选轮廓后，计算机设备可以基于该待选轮廓，生成包含目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域。

示例的，请参考图5，图5是本申请实施例提供的一种带有掩膜区域的基准图像的效果图。计算机设备可以在基准图像P中基于包围目标部位G和和固定部位S的待选轮廓，生成掩膜区域M。

在本申请实施例中，计算机设备可以检测待选轮廓所围成的区域与基准图像之间的位置关系，来确定掩膜区域。

在这种情况下，计算机设备基于待选轮廓，生成掩膜区域，可以包括：若计算机设备检测出待选轮廓所围成的区域全部位于基准图像中的患者所在区域内，则计算机设备可以将待选轮廓所围成的区域确定为掩膜区域；若计算机设备检测出待选轮廓所围成的区域部分位于基准图像中的患者所在区域外，则计算机设备可以将待选轮廓所围成的区域与基准图像中的患者所在区域的交叠区域确定为掩膜区域。

在本申请实施例中，计算机设备在基准图像中生成掩膜区域后，计算机设备既可以基于掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准处理。

步骤305、在接收到对掩膜区域的修改指令后，将位于掩膜区域外的第一目标区域增加至掩膜区域内，或者，将第二目标区域从掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

在本申请实施例中，在计算机设备接收到对掩膜区域的修改指令后，计算机设备可以将位于掩膜区域外的第一目标区域增加至掩膜区域内，或者，将第二目标区域从掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

示例的，计算机设备在基准图像内生成掩膜区域后，可以在计算机设备的显示界面上呈现带有掩膜区域的基准图像。若操作人员在查看该带有掩膜区域的基准图像后发现掩膜区域的形状不够精确，则，操作人员可以在计算机设备上触发对掩膜区域的修改指令，使得计算机设备在接受到该修改指令后，能够基于该修改指令对掩膜区域进行修改，以得到新的掩膜区域。

例如，计算机设备的显示界面上可以显示有添加按钮和删除按钮。在一种可能的情况中，若操作人员在查看带有掩膜区域的基准图像后发现掩膜区域的大小较小，则，操作人员可以点击添加按钮，并在掩膜区域外进行滑动操作，该滑动操作的轨迹所在的区域即可以为第一目标区域。这样，计算机设备便能够将位于掩膜区域外的第一目标区域增加至掩膜区域内，以得到新的掩膜区域。

在另一种可能的情况中，若操作人员在查看带有掩膜区域的基准图像后发现掩膜区域的大小较大，则，操作人员可以点击删除按钮，并在掩膜区域内进行滑动操作，该滑动操作的轨迹所在的区域即可以为第二目标区域。这样，计算机设备便能够将第二目标区域从掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

需要说明的是，本申请实施例提供的掩膜生成方法的步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本申请实施例提供的掩膜生成方法，通过在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和固定部位所在区域，并生成包含患者的目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域后，可以根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

请参考图6，图6是本申请实施例提供了一种图像配准方法的流程图。图像配准方法应用于图1示出的医用系统100中的计算机设备102。该图像配准方法可以包括以下步骤。

步骤401、获取基准图像和待配准图像。

其中，基准图像和待配准图像为同一患者的医学图像，且基准图像和待配准图像均需要包含患者的同一个目标部位。

在本申请实施例中，基准图像和待配准图像均可以为医用成像设备采集的患者的医学图像。为此，在医用成像设备在采集到多张同一患者的医学图像后，计算机设备可以获取医用成像设备采集的多张医学图像，并将该多张医学图像中的至少一张医学图像作为基准图像，且将多张医学图像中与基准图像不同的至少一张医学图像作为待配准图像。

需要说明的是，在计算机设备获取到医用成像设备采集的多张医学图像后，操作人员(例如，医生)可以与计算机设备进行交互，以在多张医学图像中指定基准图像和待配准图像。

示例的，基准图像和待配准的图像可以为同一个医用成像设备采集的患者在不同时间段下的医学图像，基准图像和待配准图像也可以为不同类型的医用成像设备采集的患者在同一时间段下的医学图像。

步骤402、在基准图像中确定包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域。

在本申请实施例中，计算机设备可以采用上述实施例示出的掩膜生成方法(例如，图2或图3示出的掩膜生成方法)，在基准图像中生成包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域。

步骤403、基于基准图像中的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准处理，得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。

在本申请实施例中，计算机设备在基准图像中生成包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域后，计算机设备可以基于基准图像中的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准处理，得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。

示例的，上述步骤403可以包括以下步骤。

步骤A1、对基准图像和待配准图像进行第一配准处理，以得到初始配准结果。

在本申请实施例中，计算机设备可以对基准图像和待配准图像进行第一配准处理，以得到初始配准结果。

示例的，计算机设备可以采用刚性变换算法对基准图像和待配准图像进行第一配准处理，进而可以得到初始配准结果。

其中，在采用刚性变换算法时，计算机设备需要找出基准图像中的各个像素点与待配准图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。为此，第一配准处理后所得到的初始配准结果包括：基准图像中的各个像素点与待配准图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。

步骤B1、基于初始配准结果和基准图像中的掩膜区域，在待配准图像中确定与掩膜区域在空间维度上对应的目标区域。

在本申请实施例中，在计算机设备获取到初始配准结果后，计算机设备可以基于初始配准结果和基准图像中的掩膜区域，在待配准图像中确定出与掩膜区域在空间维度上对应的目标区域。

示例的，由于计算机设备可以获取到基准图像中的掩膜区域的位置，且计算机设备获取到的初始配准结果包含：基准图像中的各个像素点与待配准图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。因此，计算机设备可以先在基准图像中的掩膜区域的轮廓的各个第一轮廓坐标，再基于基准图像中的各个像素点与待配准图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差，在待配准图像中确定出与各个第一轮廓坐标对应的各个第二轮廓坐标。之后，计算机设备即可基于各个第二轮廓坐标在待配准图像中确定出与掩膜区域在空间维度上对应的目标区域。

需要说明的是，基准图像中的掩膜区域与待配准图像中的目标区域仅是在空间维度上对应的，基准图像中的掩膜区域中包含的图像内容与待配准图像中的目标区域中包含的图像内容可能有所不同。

步骤C1、对掩膜区域内的图像和目标区域内的图像进行第二配准处理，得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。

在本申请实施例中，计算机设备可以对掩膜区域内的图像和目标区域内的图像进行第二配准处理，得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。

示例的，计算机设备可以采用刚性变换算法对掩膜区域内的图像和目标区域内的图像进行第二配准处理，进而可以得到二次配准结果。之后，计算机设备在结合二次配准结果和初始配准结果，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。

其中，在采用刚性变换算法时，计算机设备需要找出掩膜区域内的图像中的各个像素点与目标区域内的图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。为此，第二配准处理后所得到的二次配准结果包括：掩膜区域内的图像中的各个像素点与目标区域内的图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。

在本申请中，计算机设备可以通过二次配准结果中的掩膜区域内的图像中的各个像素点与目标区域内的图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差，以及，初始配准结构中的基准图像中位于掩膜区域外的各个像素点与待配准图像中位于目标区域外的各个像素点之间的平移偏差和旋转偏差，得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。这样，基准图像和待配准图像之间的映射关系能够反映出基准图像中的各个像素点与待配准图像中相应像素点之间的平移偏差和旋转偏差。

需要说明的是，上述实施例中的第二配准处理的配准精度高于第一配准处理的配准精度。如此，可以保证对基准图像中的掩膜区域内的图像和待配准图像中的目标区域内的图像的配准精度较高。

步骤404、基于映射关系调整待配准图像的位置。

在本申请实施例中，计算机设备在获取到基准图像和待配准图像之间的映射关系后，可以基于该映射关系调整待配准图像的位置。

示例的，由于基准图像和待配准图像之间的映射关系包含：基准图像中的各个像素点与待配准图像中像素点之间的平移偏差和旋转偏差。因此，计算机设备基于该映射关系对待配准图像中各个像素点进行位置变换，即可实现对待配准图像的位置调整。

步骤405、将位置调整后的待配准图像与基准图像进行融合显示。

在本申请实施例中，计算机设备可以将位置调整后的待配准图像与基准图像进行融合显示。

示例的，在计算机设备基于基准图像和待配准图像之间的映射关系，对待配准图像中各个像素点进行位置变换后，基准图像中各个像素点的空间位置与待配准图像中各个像素点的空间位置一致。如此，计算机设备可以将位置调整后的待配准图像与基准图像进行融合，且可以保证融合后的待配准图像与基准图像能够对齐。

在一种场景下，当医生需要评估对患者的病灶进行治疗的效果时，可以在治疗前通过医用成像设备采集通包含患者的病灶的医学图像，并将此医学图像作为基准图像。后续在对患者的治疗过程中的或者在对患者进行治疗完成后，可以再次通过同一医用成像设备采集包含患者的病灶医学图像，并将此医学图像作为待配准图像。之后，计算机设备对基准图像和待配准图像进行配准处理，并将位置调整后的待配准图像与基准图像进行融合处理，这样，便能够在融合后的图像中直观的呈现出对患者治疗前后的病灶的位置和大小发生的变化情况，以对患者的治疗效果进行评估。需要说明的是，由于在患者治疗前医生通常需要在医学图像上将患者的病灶勾画出来，因此，在将患者治疗前的医学图像作为基准图像，而将对患者治疗过程中或对患者治疗后的医学图像作为待配准图像后，可以有效的提高对两张图像进行配准的效率。

在另一种场景下，当需要在一张图像中同时表达来自人体的多方面信息时，可以采用不同的医学成像设备对同一个患者的同一部位进行拍摄。例如，可以采用CT设备和MRI设备分别对同一患者的同一部位进行拍摄，并且可以将CT设备和MRI设备采集到的任一医学图像作为基准图像，并将另一医学图像作为待配准图像。之后，计算机设备对基准图像和待配准图像进行配准处理，并将位置调整后的待配准图像与基准图像进行融合处理，这样，便能够在融合后的图像中同时表达出来自人体的多方面信息。

需要说明的是，本申请实施例提供的图像配准方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本申请实施例提供的图像配准方法，通过在基准图像中生成包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，并根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，可以得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

本申请实施例还提供了一种图像配准装置，如图7所示，图7是本申请实施例提供的一种掩膜生成装置的结构框图。掩膜生成装置500可以集成在图1示出的医用系统100中的计算机设备102。该掩膜生成装置500可以包括：

第一确定模块501，用于在基准图像中确定患者的目标部位所在区域，目标部位所在区域为感兴趣的区域；

第二确定模块502，用于在基准图像中确定患者的固定部位所在区域，患者的固定部位包括：患者的骨性部位；

生成模块503，用于基于目标部位所在区域和固定部位所在区域，生成包含目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域。

综上所述，本申请实施例提供的掩膜生成装置，通过在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和固定部位所在区域，并生成包含患者的目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域后，可以根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

可选的，如图8所示，图8是本申请实施例提供的一种生成模块的结构框图。生成模块503可以包括：

确定单元5031，用于在基准图像中确定目标部位的轮廓，以及固定部位的轮廓；

第一生成单元5032，用于基于目标部位的轮廓和固定部位的轮廓，生成包围目标部位和固定部位的待选轮廓；

第二生成单元5033，用于基于待选轮廓，生成掩膜区域。

可选的，第二生成单元5033，用于：若检测出待选轮廓所围成的区域全部位于基准图像中的患者所在区域内，则将待选轮廓所围成的区域确定为掩膜区域；若检测出待选轮廓所围成的区域部分位于基准图像中的患者所在区域外，则将待选轮廓所围成的区域与基准图像中的患者所在区域的交叠区域确定为掩膜区域。

可选的，掩膜生成装置还可以包括：修改模块，用于在接收到对掩膜区域的修改指令后，将位于掩膜区域外的第一目标区域增加至掩膜区域内，或者，将第二目标区域从掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

可选的，确定单元5031，用于：在接收到对目标部位的轮廓勾画的第一指令后，基于第一指令在基准图像中生成目标部位的轮廓；或者，对基准图像中的目标部位进行识别处理，以在基准图像中生成目标部位的轮廓。

可选的，确定单元5031，用于：在接收到对固定部位的轮廓勾画的第二指令后，基于第二指令在基准图像中生成固定部位的轮廓。

综上所述，本申请实施例提供的掩膜生成装置，通过在基准图像中确定患者的目标部位所在区域和固定部位所在区域，并生成包含患者的目标部位和固定部位的非规则形状的掩膜区域后，可以根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，即可得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

本申请实施例还提供了一种图像配准装置，该图像配准装置可以集成在图1示出的医用系统100中的计算机设备102。该图像配准装置可以包括：

获取模块，用于获取基准图像和待配准图像，所述基准图像和所述待配准图像为同一患者的医学图像；

生成模块，用于在所述基准图像中生成包含所述患者的目标部位和固定部位的掩膜区域；

配准模块，用于基于所述基准图像中的掩膜区域，对所述基准图像和所述待配准图像进行配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

可选的，配准模块用于：对基准图像和待配准图像进行第一配准处理，以得到初始配准结果；基于所述初始配准结果和所述基准图像中的掩膜区域，在所述待配准图像中确定与所述掩膜区域在空间维度上对应的目标区域；对所述掩膜区域内的图像和所述目标区域内的图像进行第二配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

综上所述，本申请实施例提供的图像配准装置，通过在基准图像中生成包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，并根据基准图像中的掩膜区域对基准图像和待配准图像进行配准后，可以得到基准图像和待配准图像之间的映射关系。由于患者的固定部位的位置一般不会随着时间的推移而发生变化，因此，在根据包含患者的目标部位和固定部位的掩膜区域，对基准图像和待配准图像进行配准后，即使患者的目标部位的位置随着时间的推移而发生了变化，也可以保证基准图像中的目标部位的空间位置，与基于映射关系进行空间变换后的待配准图像中的目标部位的空间位置近似一致。有效的提高了基准图像和待配准图像的配准精度，提高了医生对患者进行诊断的效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在实际应用中，本实施例中各个模块及模块下的各单元均可以由图像配准装置上的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)和调制解调器等器件实现等器件实现。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以为图1示出的医疗系统000中的计算机设备102。该计算机设备可以包括：处理器，以及用于存储该处理器的可执行指令的存储器。其中，该处理器被配准为执行图2或图3示出的掩膜生成方法，或者，执行图6示出的图像配准方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有指令，当该计算机可读存储介质在处理组件上运行时，使得该处理组件执行图2或图3示出的掩膜生成方法，或者，执行图6示出的图像配准方法。

在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掩膜生成方法，其特征在于，所述方法包括：

在基准图像中确定患者的目标部位所在区域，所述目标部位所在区域为感兴趣的区域；

在所述基准图像中确定所述患者的固定部位所在区域，所述患者的固定部位包括：所述患者的骨性部位；

基于所述目标部位所在区域和所述固定部位所在区域，生成包含所述目标部位和所述固定部位的非规则形状的掩膜区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标部位所在区域和所述固定部位所在区域，生成包含所述目标部位和所述固定部位的非规则形状的掩膜区域，包括：

在所述基准图像中确定所述目标部位的轮廓，以及所述固定部位的轮廓；

基于所述目标部位的轮廓和所述固定部位的轮廓，生成包围所述目标部位和所述固定部位的待选轮廓；

基于所述待选轮廓，生成所述掩膜区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述待选轮廓，生成所述掩膜区域，包括：

若检测出所述待选轮廓所围成的区域全部位于所述基准图像中的患者所在区域内，则将所述待选轮廓所围成的区域确定为所述掩膜区域；

若检测出所述待选轮廓所围成的区域部分位于所述基准图像中的患者所在区域外，则将所述待选轮廓所围成的区域与所述基准图像中的患者所在区域的交叠区域确定为所述掩膜区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到对所述掩膜区域的修改指令后，将位于所述掩膜区域外的第一目标区域增加至所述掩膜区域内，或者，将第二目标区域从所述掩膜区域内删除，以得到新的掩膜区域。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基准图像中确定所述目标部位的轮廓，包括：

在接收到对所述目标部位的轮廓勾画的第一指令后，基于所述第一指令在所述基准图像中生成所述目标部位的轮廓；

或者，对所述基准图像中的目标部位进行识别处理，以在所述基准图像中生成所述目标部位的轮廓。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基准图像中确定所述固定部位的轮廓，包括：

在接收到对所述固定部位的轮廓勾画的第二指令后，基于所述第二指令在所述基准图像中生成所述固定部位的轮廓。

7.一种图像配准方法，其特征在于，所述方法包括：

获取基准图像和待配准图像，所述基准图像和所述待配准图像为同一患者的医学图像；

采用权利要求1至6任一所述的掩膜生成方法，在所述基准图像中生成包含所述患者的目标部位和固定部位的掩膜区域；

基于所述基准图像中的掩膜区域，对所述基准图像和所述待配准图像进行配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述基准图像中的掩膜区域，对所述基准图像和所述待配准图像进行配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系，包括：

对所述基准图像和所述待配准图像进行第一配准处理，以得到初始配准结果；

基于所述初始配准结果和所述基准图像中的掩膜区域，在所述待配准图像中确定与所述掩膜区域在空间维度上对应的目标区域；

对所述掩膜区域内的图像和所述目标区域内的图像进行第二配准处理，得到所述基准图像和所述待配准图像之间的映射关系。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器，以及用于存储所述处理器的可执行指令的存储器，其中，所述处理器被配准为执行权利要求1至6任一所述的掩膜生成方法，或权利要求7或8所述的图像配准方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述可读存储介质在处理组件上运行时，使得所述处理组件执行如权利要求1至6任一所述的掩膜生成方法，或权利要求7或8所述的图像配准方法。

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