小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于兩種及兩種以上醫(yī)學(xué)影像設(shè)備間傳輸?shù)男游锎?，其特征在于所述小動物床外?cè)設(shè)置有多種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備同時顯像的裝置；所述系統(tǒng)還包括基于軟件的圖像自動配準(zhǔn)融合，其特征在于采用基于空間點(diǎn)剛體配準(zhǔn)的融合方法。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像的配準(zhǔn)及融合，為獨(dú)立的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備采集到的圖像提供更豐富的信息。
【專利說明】小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多模態(tài)醫(yī)學(xué)設(shè)備圖像配準(zhǔn)及融合【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及獨(dú)立的臨床或?qū)?驗小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及圖像融合系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，多模態(tài)醫(yī)學(xué)成像在臨床工作中主要用于腫瘤、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等方面 的疾病中，而在科學(xué)家對某種疾病的認(rèn)識和研宄過程中，動物模型的建立對于了解疾病相 關(guān)發(fā)病機(jī)制、演變過程及治療領(lǐng)域的新藥研發(fā)和療效監(jiān)測等都具有不可替代的重要作用， 因此多模態(tài)醫(yī)學(xué)成像在小動物領(lǐng)域的研宄也逐步展開。
[0003] 但專用小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備價格不菲，且在操作和維護(hù)上較為復(fù)雜，因此 限制了多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在小動物臨床和科研上的大范圍應(yīng)用。解決方案是采用獨(dú)立的 小動物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，將采集的圖像進(jìn)行融合。目前，獨(dú)立的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備間圖像融合的解 決方案主要分為以下兩種：一、基于硬件的改造。二、基于軟件的圖像融合，該方法主要基于 標(biāo)記物的空間匹配來實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間圖像的融合。標(biāo)記方法又可以分為體內(nèi)標(biāo)記（有創(chuàng)） 和體外標(biāo)記（無創(chuàng)）。
[0004] 目前常用的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備按成像內(nèi)容可以分為解剖結(jié)構(gòu)成像和功能性成像兩大 類。解剖結(jié)構(gòu)成像設(shè)備主要對組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，主要包括：超聲、X線、計算機(jī)斷層成像 (CT)、核磁共振成像、數(shù)字減影等；功能性成像主要對組織代謝信息進(jìn)行成像，主要包括： 單光子發(fā)射成像（SPECT)、正電子發(fā)射斷層成像（PET)、功能磁共振成像（fMRI)等。不同成 像手段各有所長。如CT對于骨骼成像清晰，MRI對于軟組織成像更為清晰等。由于科研需 求，一種獨(dú)立的顯像設(shè)備并不能為動物疾病模型提供足夠精確、全面的信息。如小動物PET 成像系統(tǒng)獲取的PET圖像不能夠為動物模型提供更精確的空間定位，而CT圖像對骨骼進(jìn)行 清晰的成像，為小動物PET提供更為精確的空間定位，所以需要引進(jìn)一臺小動物活體CT，并 將活體CT系統(tǒng)采集到的小動物圖像和PET圖像進(jìn)行融合。由于硬件的改造成本高，風(fēng)險大， 且針對小動物疾病模型的研宄不宜采用有創(chuàng)標(biāo)記。又由于傳統(tǒng)的體外點(diǎn)標(biāo)記的方法在點(diǎn)源 的制作標(biāo)記方面較為復(fù)雜，操作帶來的誤差較大，故本文提出一種新的解決方案，基于簡單 的體外標(biāo)記（無創(chuàng)）、空間配準(zhǔn)的軟件融合方法，將分離的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備所采集到的圖像進(jìn) 行融合，使得小動物多模態(tài)圖像融合獲得理想的結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及圖像融合系統(tǒng)，解決了 現(xiàn)有技術(shù)中存在的體外標(biāo)記點(diǎn)難以標(biāo)記制作，操作過程要求較高，融合效果不理想等缺陷。
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的存在的問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及圖像融合系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于兩種及兩種 以上醫(yī)學(xué)影像設(shè)備間傳輸?shù)男游锎玻鲂游锎餐鈧?cè)設(shè)置有多種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備同時顯 像的裝置。具體包括以下內(nèi)容：
[0008] 1、小動物床的設(shè)計制作，按照實(shí)驗動物的不同大小，設(shè)計不同尺寸的小動物床；
[0009] 2、小動物床具有兼容性，能夠安裝固定在多種小動物成像設(shè)備上進(jìn)行掃描，且小 動物床本身不影響掃描效果；
[0010] 3、小動物床附有配套固定裝置，能夠固定在掃描設(shè)備載物臺上的固定位置，以保 證在掃描過程中不會出現(xiàn)位置移動；
[0011] 4、小動物床配有呼吸門控裝置接口，以減小小動物呼吸對于掃描圖像的影響；
[0012] 5、小動物床還配有氣體麻醉接口，保證小動物在掃描拍攝過程中處于麻醉狀態(tài)， 保持原有位置不變；
[0013] 6、小動物床還配有保溫裝置，能夠保證在長時間掃描拍攝狀態(tài)下體溫保持恒定， 以確保拍攝圖像質(zhì)量；
[0014] 7、小動物床外側(cè)（上、左、右、下）固定有4根PVC材料管子，管子內(nèi)部可注射不同 顯像設(shè)備的混合造影劑，管子長度上可覆蓋整個成像視野范圍；
[0015] 8、小動物多模態(tài)圖像融合部分。帶有標(biāo)記的小動物床和小動物在兩種或兩種以上 設(shè)備上同時顯像。斷層圖像中4根PVC材料管子所確定的點(diǎn)即為用于計算掃描設(shè)備空間剛 體轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)記點(diǎn)，以標(biāo)記點(diǎn)的質(zhì)心位置作為點(diǎn)的標(biāo)記位置。記設(shè)備1斷層圖像上四個 標(biāo)記點(diǎn)分別為A，B，C，D，兩點(diǎn)之間的距離為rl，r2, r3, r4, r5, r6。同理記設(shè)備2斷層圖像 上四個標(biāo)記點(diǎn)分別為八'，8'，(：'，0'，兩點(diǎn)之間的距離為1'1'，1'2'，1'3'，1'4'，1'5'，1'6'。固定 設(shè)備1圖像某一層Z，通過變換設(shè)備2圖像的層數(shù)，來計算

【權(quán)利要求】
1. 一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，包括用于兩種及兩種以上醫(yī)學(xué)影像設(shè) 備間傳輸?shù)男游锎玻涮卣髟谟谒鲂游锎餐鈧?cè)設(shè)置有多種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備同時顯像的 裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床具有不同型號，適應(yīng)不同大小的實(shí)驗動物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床具有兼容性且能夠在多種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備間傳輸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床配有機(jī)械裝置固定在不同醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的載物平臺上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床配有小動物呼吸門控裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床配有腔體保溫裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于小 動物床配有氣體麻醉接口裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于所 述小動物床外側(cè)固定有4根管子，管子材料不影響醫(yī)學(xué)影像設(shè)備圖像的采集，管子內(nèi)注射 有所需采集圖像的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的混合造影劑，同時在不同醫(yī)學(xué)影像設(shè)備上顯像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于圖 像顯示方法中以灰度顯示獨(dú)立設(shè)備所采集到的需融合的小動物橫斷面、失狀面、冠狀面圖 像；融合圖像中將不同設(shè)備采集到的圖像按照不同的顏色編碼疊加顯示，以方便區(qū)分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于 所述顏色編碼包括：融合圖像中某種設(shè)備所述功能圖像中大于所選功能活動最低閾值、小 于所選擇功能活動最高閾值的部分進(jìn)行顏色編碼。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小動物多模態(tài)醫(yī)學(xué)影響配準(zhǔn)及融合系統(tǒng)，其特征在于 系統(tǒng)配準(zhǔn)部分采用基于點(diǎn)匹配的空間剛體配準(zhǔn)。
【文檔編號】G06T7/00GK104517293SQ201410820738
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】羅守華, 楊晶, 李光, 顧寧 申請人:東南大學(xué)