一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置，方法包括：取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像(S01)；將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下(S02)；從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息(S03)；從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息(S04)；將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示(S05)；調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存(S06)。實施本發(fā)明的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置，具有以下有益效果：能獲取電極的位置信息。
【專利說明】
一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及信息融合領(lǐng)域，特別涉及一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]外科手術(shù)是治療某些顱腦疾病的重要手段。手術(shù)治療的關(guān)鍵是病灶定位，也就是找出異常興奮的神經(jīng)元群。當(dāng)前，顱內(nèi)電極被認(rèn)定是定位病灶的金標(biāo)準(zhǔn)，顱內(nèi)電極可直接記錄大腦皮質(zhì)和內(nèi)部腦組織的腦電活動，可探測到Icm范圍內(nèi)的皮質(zhì)異常放電，具有圖形清晰、靈敏度高等優(yōu)點。對于那些無創(chuàng)檢查不能明確病灶的病例，顱內(nèi)電極腦電監(jiān)測是一種安全可靠的定位方法。
[0003]在顱內(nèi)植入電極后，可以通過CT掃描來獲取電極在大腦中的位置分布信息。但是CT掃描對大腦內(nèi)部皮層組織并不敏感，通過CT掃描不能夠獲取有關(guān)大腦內(nèi)部皮層方面的信息，這不利于獲取電極的位置信息。MRI掃描是獲取大腦內(nèi)部皮層組織信息的最好方法，但是由于植入電極通常為金屬電極，在植入后不能夠進行MRI掃描。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不利于獲取電極的位置信息的缺陷，提供一種能獲取電極的位置信息的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及
目.ο
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，包括如下步驟:
[0006]A)取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像；
[0007]B)將所述MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下；
[0008]C)從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息；
[0009]D)從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息；
[0010]E)將所述電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示；
[0011]F)調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。
[0012]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述步驟B)進一步包括:
[0013]BI)將所述MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點；
[0014]B2)使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度；
[0015]B3)使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)；
[0016]B4)判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回步驟B3);所述第二相似度大于所述第一相似度。
[0017]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述步驟C)進一步包括:
[0018]Cl)設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，所述設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)；
[0019]C2)將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。
[0020]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，在所述步驟A)之前還包括:
[0021 ] A0)取病人植入顱內(nèi)電極之前進行CT掃描得到的植入前CT圖像；
[0022 ] 在所述步驟A)和步驟B)之間還包括:
[0023 ] BO)將所述MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。
[0024]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述步驟B0)進一步包括:
[0025]BOI)將所述MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點；
[0026]BO 2)使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度；
[0027]B03)使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)；
[0028]B04)判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回步驟B03);所述第二相似度大于所述第一相似度。
[0029]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，所述步驟C)進一步包括:
[0030]Cl')將所述配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去所述配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。
[0031]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述步驟D)進一步包括:
[0032]Dl)從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點；
[0033]D2)在以所述種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到所述種子點所在的區(qū)域；
[0034]D3)將所述半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如是，將其納入到所述種子點所在的區(qū)域，執(zhí)行步驟D4);否則，將所述種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息；
[0035]D4)返回步驟 D3)。
[0036]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述步驟E)進一步包括:
[0037]El)將所述電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與所述大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型；
[0038]E2)通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度；
[0039]E3)通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。
[0040]在本發(fā)明所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法中，所述第一尺度的大小為八個像素，所述第二尺度的大小為一個像素，所述MRI圖像、植入前CT圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件，所述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件。
[0041]本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)上述大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法的裝置，包括:
[0042]配準(zhǔn)單元:用于將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下；
[0043]電極信息提取單元:用于從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息；
[0044]大腦皮層信息提取單元:用于從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息；
[0045]信息融合單元:用于將所述電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示；
[0046]顯示效果調(diào)節(jié)單元:用于調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。
[0047]在本發(fā)明所述的裝置中，所述配準(zhǔn)單元進一步包括:
[0048]坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點；
[0049]植入后旋轉(zhuǎn)平移比對模塊:用于使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度；
[0050]植入后旋轉(zhuǎn)平移模塊:用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)；
[0051]植入后相似度判斷模塊:用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，繼續(xù)進行第二尺度的調(diào)節(jié);所述第二相似度大于所述第一相似度。
[0052]在本發(fā)明所述的裝置中，所述電極信息提取單元進一步包括:
[0053]灰度閾值設(shè)定模塊:用于設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，所述設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)；
[0054]電極圖像提取模塊:用于將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。
[0055]在本發(fā)明所述的裝置中，所述裝置還包括:
[0056]植入前配準(zhǔn)單元:用于將所述MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。
[0057]在本發(fā)明所述的裝置中，所述植入前配準(zhǔn)單元進一步包括:
[0058]植入前坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點；
[0059]植入前旋轉(zhuǎn)平移比對模塊:用于使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度；
[0060]植入前旋轉(zhuǎn)平移模塊:用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)；
[0061]植入前相似度判斷模塊:用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回繼續(xù)進行第二尺度調(diào)節(jié);所述第二相似度大于所述第一相似度。
[0062]在本發(fā)明所述的裝置中，所述配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，所述電極信息提取單元進一步包括:
[0063]CT圖像相減模塊:將所述配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去所述配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。
[0064]在本發(fā)明所述的裝置中，所述大腦皮層信息提取單元進一步包括:
[0065]種子點選取模塊:用于從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點；
[0066]設(shè)定區(qū)間內(nèi)種子點選取模塊:用于在以所述種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到所述種子點所在的區(qū)域；
[0067]設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值判斷模塊:用于將所述半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如是，將其納入到所述種子點所在的區(qū)域；否則，將所述種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息；
[0068]像素值判斷模塊:用于繼續(xù)進行設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值的判斷。
[0069]在本發(fā)明所述的裝置中，所述信息融合單元進一步包括:
[0070]數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與所述大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型；
[0071]灰度值映射模塊:用于通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度；
[0072]圖像顯示模塊:用于通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。
[0073]在本發(fā)明所述的裝置中，所述第一尺度的大小為八個像素，所述第二尺度的大小為一個像素，所述MRI圖像、植入前CT圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件，所述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件。
[0074]實施本發(fā)明的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置，具有以下有益效果:由于取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像，接著將CT圖像與MRI圖像進行配準(zhǔn)，然后將提取處理的電極信息融合顯示在MRI圖像上，這樣既能看到大腦組織信息，又同時看到電極的位置信息，所以其能獲取電極的位置信息。
【附圖說明】
[0075]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0076]圖1為本發(fā)明大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置一個實施例中的流程圖；
[0077]圖2為所述實施例中將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下的具體流程圖；
[0078]圖3為所述實施例中從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息的一種情況下的具體流程圖；
[0079]圖4為所述實施例中將MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下的具體流程圖；
[0080]圖5為所述實施例中從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息的具體流程圖；
[0081]圖6為所述實施例中將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示的具體流程圖；
[0082]圖7為所述實施例中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0083]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0084]在本發(fā)明大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法及裝置的實施例中，其大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法的流程圖如圖1所示。圖1中，該大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法包括如下步驟:
[0085]步驟SOl取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像:本步驟中，取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像。上述MRI圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件。
[0086]步驟S02將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下:本步驟中，通過調(diào)用三維空間數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法，將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)，配準(zhǔn)后的MRI圖像和植入后CT圖像的數(shù)據(jù)在同一個坐標(biāo)空間下，便于數(shù)據(jù)融合。值得一提的是，本實施例中，設(shè)置了一個軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)為大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)。首先將MRI圖像和植入后CT圖像復(fù)制到大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)所在的主機上，通過本大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)的軟件導(dǎo)入MRI圖像和植入后CT圖像的數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)用三維空間數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法，將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。關(guān)于具體如何配準(zhǔn)，后續(xù)會進行詳細(xì)描述。
[0087]步驟S03從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息:本步驟中，從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息，具體是利用電極提取算法從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息。
[0088]步驟S04從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息:MRI圖像的數(shù)據(jù)中不僅包括了大腦皮層組織信息，還包括了頭骨、頸部等其他部位信息，而這部分信息對于醫(yī)生觀察電極位置會有不利影響。本步驟中，從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息，具體是利用圖像分割算法從配準(zhǔn)后的MRI圖像中將大腦皮層組織的信息提取出來，將其他無用信息去除掉。
[0089]步驟S05將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示:本步驟中，將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示。
[0090]步驟S06調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存:本步驟中，可以在本大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)中直觀的看到大腦皮層組織和電極位置的相關(guān)信息，還可以通過鼠標(biāo)拖動從不同方向觀察大腦，可以調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。值得一提的是，上述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件，可以將不同格式的結(jié)果用于各種不同用途。由于將提取處理的電極信息融合顯示在MRI圖像上，這樣既能看到大腦組織信息，又同時看到電極的位置信息，所以其能獲取電極的位置信息。
[0091 ]對于本實施例而言，上述步驟S02還可進一步細(xì)化，其細(xì)化后的流程圖如圖2所示。圖2中，上述步驟S02進一步包括:
[0092]步驟S21將MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心和植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點:配準(zhǔn)是為了使MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)的位置的像素達(dá)到空間上的一致，由于MRI圖像和植入后CT圖像來自不同的設(shè)備，分別率也各不相同，本實施例中采用了多分辨的配準(zhǔn)策略。本步驟中，將MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心和植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點，這樣兩個圖像就會基本重合，這樣做會減少移動的次數(shù)和旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。
[0093]步驟S22使用第一尺度分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度:本步驟中，使用第一尺度(粗糙的尺度)分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入后CT圖像的輪廓基本重合，也就是MRI圖像的輪廓與植入后CT圖像的輪廓滿足設(shè)定的第一相似度。例如:設(shè)定第一相似度為90%，當(dāng)然，在本實施例的一些情況下，第一相似度也可以為其他值。本第一實施例中，第一尺度的大小為八個像素，當(dāng)然，在本第一實施例的一些情況下，第一尺度的大小還可以調(diào)整為其他值，具體調(diào)整到多少，可根據(jù)具體情況來定。
[0094]步驟S23使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移:本步驟中，使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移，具體的，也就是使用第二尺度(精確的尺度)，并用上一層的結(jié)果對其參數(shù)進行初始化，迭代上述旋轉(zhuǎn)和平移的過程，直到達(dá)到最精確的尺度。值得一提的是，第一尺度所包含的像素個數(shù)大于第二尺度所包含的像素個數(shù);第二尺度的大小為一個像素，當(dāng)然，在本第一實施例的一些情況下，也可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)第二尺度的大小。
[0095]步驟S24判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度:本步驟中，判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，具體的，使用互信息相似性對比算法判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S25;否則，返回步驟S23。值得一提的是，本第一實施例中，第二相似度大于第一相似度。例如:第二相似度可以設(shè)定為99.8%，當(dāng)然，在本實施例的一些情況下，第二相似度也可以設(shè)定為其他值。
[0096]步驟S25結(jié)束配準(zhǔn)過程:如果上述步驟S24的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟，本步驟中，結(jié)束MRI圖像的和植入后CT圖像的配準(zhǔn)過程。這種由粗到細(xì)，在大尺度上看整體，在小尺度上看細(xì)節(jié)的方法能夠極大程度地提高配準(zhǔn)成功率。
[0097]對于本第一實施例而言，上述步驟S03還可進一步細(xì)化，其細(xì)化后的流程圖如圖3所示。圖3中，上述步驟S03進一步包括:
[0098]步驟S31設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi):閾值分割算法適用于電極圖像的灰度明顯區(qū)別于軟組織和骨肉的灰度的情況。本步驟中，設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)，值得一提的是，經(jīng)過配準(zhǔn)后的CT圖像(這里指的是經(jīng)過配準(zhǔn)后的植入后CT圖像)中顯示有設(shè)定的灰度閾值范圍。
[0099]步驟S32將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息:本步驟中，將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。具體的，可根據(jù)具體情況，在設(shè)定的灰度閾值范圍附近將該設(shè)定的灰度閾值范圍調(diào)整到合適的范圍，也就是調(diào)整到所需要的灰度范圍，并將其圖像灰度落在所需要的灰度范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息，值得一提的是，通過設(shè)置合適的灰度范圍，將大部分電極圖像包含在內(nèi)，便可將大部分非電極圖像去除，留下電極，這樣就可以得到電極圖像信息。
[0100]值得一提的是，為了更好的提取電極位置信息，該大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法還需包括一些步驟，如圖1所示，在上述步驟SOl之前還包括:
[0101]步驟SOO取病人植入顱內(nèi)電極之前進行CT掃描得到的植入前CT圖像:本步驟中，取病人植入顱內(nèi)電極之前進行CT掃描得到的植入前CT圖像，然后將該植入前CT圖像導(dǎo)入到上述大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)。該植入前CT圖像為DICOM格式的圖像文件。
[0102]在上述步驟SOl和步驟S02之間還包括:
[0103]步驟S20將MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下:本步驟中，將MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。關(guān)于如何配準(zhǔn)，后續(xù)會進行詳細(xì)描述。
[0104]對于本實施例而言，上述步驟S20還可進一步細(xì)化，其細(xì)化后的流程圖如圖4所示。圖4中，上述步驟S20進一步包括:
[0105]步驟S201將MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點:本步驟中，配準(zhǔn)是為了使MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)的位置的像素達(dá)到空間上的一致，由于MRI圖像和植入前CT圖像來自不同的設(shè)備，分別率也各不相同，本實施例中采用了多分辨的配準(zhǔn)策略。本步驟中，將MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心和植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點，這樣兩個圖像就會基本重合，這樣做會減少移動的次數(shù)和旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。
[0106]步驟S202使用第一尺度分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度:本步驟中，使用第一尺度(粗糙的尺度)分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入前CT圖像的輪廓基本重合，也就是MRI圖像的輪廓與植入前CT圖像的輪廓滿足設(shè)定的第一相似度。本第一實施例中，第一尺度的大小為八個像素，當(dāng)然，在本第一實施例的一些情況下，第一尺度的大小還可以調(diào)整為其他值，具體調(diào)整到多少，可根據(jù)具體情況來定。
[0107]步驟S203使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移:本步驟中，使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移，具體的，也就是使用第二尺度(精確的尺度)，并用上一層的結(jié)果對其參數(shù)進行初始化，迭代上述旋轉(zhuǎn)和平移的過程，直到達(dá)到最精確的尺度。值得一提的是，第一尺度所包含的像素個數(shù)大于第二尺度所包含的像素個數(shù);第二尺度的大小為一個像素，當(dāng)然，在本第一實施例的一些情況下，也可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)第二尺度的大小。
[0108]步驟S204判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度:本步驟中，判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，具體的，使用互信息相似性對比算法判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的第一 CT圖像和MRI圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S205;否則，返回步驟S203。值得一提的是，本實施例中，第二相似度大于第一相似度。
[0109]步驟S205結(jié)束配準(zhǔn)過程:如果上述步驟S204的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，結(jié)束對MRI圖像和植入前CT圖像的配準(zhǔn)過程。也就是配準(zhǔn)后，植入前CT圖像、植入后CT圖像和MRI圖像在同一個坐標(biāo)系下，這樣便于數(shù)據(jù)融合。這種由粗到細(xì)，在大尺度上看整體，在小尺度上看細(xì)節(jié)的方法能夠極大程度地提高配準(zhǔn)成功率。
[0110]值得一提的是，在植入電極之前進行CT掃描和植入電極之后進行CT掃描的情況下，這時，配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，在提取電極圖像信息時，上述步驟S03所使用的提取步驟如下:
[0111]將配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息:本實施例使用相減分割算法提取電極圖像信息，該相減分割算法的思想是將兩幅圖像相減，圖像中同一位置像素相同的點相減后灰度值為0，剩下灰度不為O的即為兩幅圖像的差異。相減分割算法的基礎(chǔ)是配準(zhǔn)，理論上植入前CT圖像和植入后CT圖像分別配準(zhǔn)到同一坐標(biāo)系下，這樣兩幅圖像的差別只在有無電極，因此通過兩幅圖像的相減即可將電極提取出來。本步驟中，將配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)會通過配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像的對比算法和閾值分割算法共同作用，提取出植入電極的位置信息，這樣就可以更好的提取電極位置信息。
[0112]對于本實施例而言，上述步驟S04還可進一步細(xì)化，其細(xì)化后的流程圖如圖5所示。圖5中，上述步驟S04進一步包括:
[0113]步驟S41從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點:本實施例中，使用圖像分割算法提取大腦皮層組織圖像信息，該圖像分割算法基于區(qū)域增長算法，其思想是將具有相似性的像素集合在一起構(gòu)成區(qū)域。本步驟中，從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點，具體先對需要分割的區(qū)域任意找一個種子點作為生長的起點。
[0114]步驟S42在以種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到種子點所在的區(qū)域:本步驟中，在以種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到種子點所在的區(qū)域，也就是將種子點像素周圍領(lǐng)域中與種子點像素具有相同或者相似性質(zhì)的像素(根據(jù)某種事先確定的生長或者相似準(zhǔn)則來判斷)合并到種子點像素所在區(qū)域中。本第一實施例中，上述第一設(shè)定值是軟件事先設(shè)定的。
[0115]步驟S43將半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點:本步驟中，將半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，也就是將上述納種子點像素所在區(qū)域的新像素當(dāng)作新的種子像素繼續(xù)進行上面的過程，并判斷是否還存在像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S44;否則，執(zhí)行步驟S45。
[0116]步驟S44將其納入到種子點所在的區(qū)域:如果上述步驟S43的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，將其納入到種子點所在的區(qū)域。執(zhí)行完本步驟，返回步驟S43。
[0117]步驟S45將種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息:如果上述步驟S43的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，將種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息。也就是，當(dāng)再沒有滿足條件的像素被包含進來時，這樣一個區(qū)域就長成了。也就是說，當(dāng)前圖像分割算法所用的生長準(zhǔn)則是在半徑為一定值的領(lǐng)域中的點像素值在某一區(qū)間內(nèi)，則將這些點納入到種子像素所在區(qū)域，當(dāng)沒有符合這個準(zhǔn)則的點被納入時，圖像分割算法終止。這樣就將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息提取了出來。
[0118]對于本實施例而言，上述步驟S05還可進一步細(xì)化，其細(xì)化后的流程圖如圖6所示。圖6中，上述步驟S05進一步包括:
[0119]步驟S51將電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型:本步驟中，將電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型，本第一實施例中，該相同的數(shù)據(jù)類型為Byte型，也就是將電極圖像信息與大腦皮層組織圖像信息都轉(zhuǎn)換成八位數(shù)據(jù)。
[0120]步驟S52通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度:本步驟中，通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度。值得一提的是，在融合的過程中，分別給腦組織和電極對應(yīng)不同的顏色，最后再將他們顯示在同一坐標(biāo)系下，這樣可以分別調(diào)節(jié)他們的顏色和透明度，給使用帶來了很大的方便性。
[0121]步驟S53通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來:本步驟中，通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。
[0122]本實施例還涉及一種實現(xiàn)上述大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法的裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。圖7中，該裝置包括配準(zhǔn)單元2、電極信息提取單元3、大腦皮層信息提取單元4、信息融合單元5和顯示效果調(diào)節(jié)單元6;其中，配準(zhǔn)單元2用于將MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下；電極信息提取單元3用于從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息;大腦皮層信息提取單元4用于從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息;信息融合單元5用于將電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示；顯示效果調(diào)節(jié)單元6用于調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。值得一提的是，上述MRI圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件。上述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件，可以將不同格式的結(jié)果用于各種不同用途。由于將提取處理的電極信息融合顯示在MRI圖像上，這樣既能看到大腦組織信息，又同時看到電極的位置信息，所以其能獲取電極的位置信息。
[0123]本實施例中，配準(zhǔn)單元2進一步包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊21、植入后旋轉(zhuǎn)平移比對模塊
22、植入后旋轉(zhuǎn)平移模塊23和植入后相似度判斷模塊24;其中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊21用于將MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心與植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點；植入后旋轉(zhuǎn)平移比對模塊22用于使用第一尺度分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度;植入后旋轉(zhuǎn)平移模塊23用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;上述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于第二尺度所包含的像素個數(shù);植入后相似度判斷模塊24用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，繼續(xù)進行第二尺度的調(diào)節(jié);上述第二相似度大于第一相似度。這樣就完成了 MRI圖像和植入后CT圖像的配準(zhǔn)。值得一提的是，本實施例中，上述第一尺度的大小為八個像素，第二尺度的大小為一個像素，當(dāng)然，在本實施例的一些情況下，第一尺度和第二尺度的大小可根據(jù)具體情況進行相應(yīng)調(diào)節(jié)。
[0124]本實施例中，當(dāng)只進行電極植入前MRI掃描和電極植入后CT掃描的情況下，上述電極信息提取單元3進一步包括灰度閾值設(shè)定模塊31和電極圖像提取模塊32;其中，灰度閾值設(shè)定模塊31用于設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，上述設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)；電極圖像提取模塊32用于將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。這樣就完成了電極信息的提取。
[0125]為了更好的提取電極位置信息，還需要取病人植入顱內(nèi)電極前進行CT掃描得到的植入前CT圖像，進行一次CT掃描，這時，該裝置還包括植入前配準(zhǔn)單元20，植入前配準(zhǔn)單元20用于將MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。該植入前CT圖像為DICOM格式的圖像文件。
[0126]本實施例中，植入前配準(zhǔn)單元20進一步包括植入前坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊201、植入前旋轉(zhuǎn)平移比對模塊202、植入前旋轉(zhuǎn)平移模塊203和植入前相似度判斷模塊204;其中，植入前坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊201用于將MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點；植入前旋轉(zhuǎn)平移比對模塊202用于使用第一尺度分別對MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到MRI圖像的輪廓與植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度;植入前旋轉(zhuǎn)平移模塊203用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;上述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于第二尺度所包含的像素個數(shù);植入前相似度判斷模塊204用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回繼續(xù)進行第二尺度調(diào)節(jié);上述第二相似度大于第一相似度。這樣就完成了MRI圖像與植入前CT圖像的配準(zhǔn)。
[0127]本實施例中，上述配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，則這種情況下，電極信息提取單元3進一步包括CT圖像相減模塊31 SCT圖像相減模塊31'用于將配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。這樣就完成了電極信息的提取。值得一提的是，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況，將電極信息提取單元3設(shè)置成包括灰度閾值設(shè)定模塊31和電極圖像提取模塊32，也可以將電極信息提取單元3設(shè)置成包括CT圖像相減模塊31'。
[0128]本實施例中，大腦皮層信息提取單元4進一步包括種子點選取模塊41、設(shè)定區(qū)間內(nèi)種子點選取模塊42、設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值判斷模塊43和像素值判斷模塊44;其中，種子點選取模塊41用于從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點；設(shè)定區(qū)間內(nèi)種子點選取模塊42用于在以種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到種子點所在的區(qū)域;設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值判斷模塊43用于將半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如是，將其納入到種子點所在的區(qū)域;否則，將種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息;像素值判斷模塊44用于繼續(xù)進行設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值的判斷。這樣就完成了大腦皮層信息的提取。
[0129]本實施例中，信息融合單元5進一步包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊51、灰度值映射模塊52和圖像顯示模塊53;其中，數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊51用于將所述電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與所述大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型;灰度值映射模塊52用于通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度；圖像顯示模塊53用于通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。這樣，既可以看到大腦皮層組織的信息，又能看到電極的位置信息，為用戶提供幫助。
[0130]總之，本實施例中，取植入前CT圖像、植入后CT圖像和MRI圖像的數(shù)據(jù)并導(dǎo)入大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)，大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示系統(tǒng)會自動進行處理，并以三維可視化的方式直觀方便的展示結(jié)果，通過將植入電極的信息與大腦皮層組織信息完美結(jié)合，給提供了豐富的輔助信息，在不增加負(fù)擔(dān)的情況下能夠獲得更滿意的結(jié)果。
[0131]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，包括如下步驟: A)取病人植入顱內(nèi)電極之前進行MRI掃描得到的MRI圖像和該病人植入顱內(nèi)電極之后進行CT掃描得到的植入后CT圖像； B)將所述MRI圖像和植入后CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下； C)從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息； D)從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息； E)將所述電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示； F)調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述步驟B)進一步包括: BI)將所述MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點； B2)使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度； B3)使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)； B4)判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回步驟B3);所述第二相似度大于所述第一相似度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述步驟C)進一步包括: Cl)設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，所述設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)； C2)將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，在所述步驟A)之前還包括: AO)取病人植入顱內(nèi)電極之前進行CT掃描得到的植入前CT圖像； 在所述步驟A)和步驟B)之間還包括: BO)將所述MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述步驟BO)進一步包括: BOI)將所述MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點； B02)使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度； B03)使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)； B04)判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回步驟B03);所述第二相似度大于所述第一相似度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，所述步驟C)進一步包括: Cl ’)將所述配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去所述配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述步驟D)進一步包括: Dl)從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點； D2)在以所述種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到所述種子點所在的區(qū)域； D3)將所述半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如是，將其納入到所述種子點所在的區(qū)域，執(zhí)行步驟D4);否則，將所述種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息； 04)返回步驟03)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述步驟E)進一步包括: El)將所述電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與所述大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型； E2)通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度； E3)通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法，其特征在于，所述第一尺度的大小為八個像素，所述第二尺度的大小為一個像素，所述MRI圖像、植入前CT圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件，所述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件。10.—種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的大腦皮層電極與磁共振圖像融合顯示的方法的裝置，其特征在于，包括: 配準(zhǔn)單元:用于將MRI圖像和CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下； 電極信息提取單元:用于從配準(zhǔn)后的CT圖像中提取電極圖像信息； 大腦皮層信息提取單元:用于從配準(zhǔn)后的MRI圖像中提取大腦皮層組織圖像信息；信息融合單元:用于將所述電極圖像信息和大腦皮層組織圖像信息進行空間融合，并將空間融合后的信息通過三維可視化方法進行顯示； 顯示效果調(diào)節(jié)單元:用于調(diào)節(jié)三維可視化顯示的效果和角度，并將調(diào)節(jié)后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式輸出保存。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述配準(zhǔn)單元進一步包括: 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述MRI圖像和植入后CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入后CT圖像的物理中心移動到同一個點； 植入后旋轉(zhuǎn)平移比對模塊:用于使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入后CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度； 植入后旋轉(zhuǎn)平移模塊:用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入后CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)； 植入后相似度判斷模塊:用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入后CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，繼續(xù)進行第二尺度的調(diào)節(jié);所述第二相似度大于所述第一相似度。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述電極信息提取單元進一步包括: 灰度閾值設(shè)定模塊:用于設(shè)定配準(zhǔn)后的CT圖像的灰度閾值范圍，所述設(shè)定的灰度閾值范圍將電極圖像包括在內(nèi)； 電極圖像提取模塊:用于將圖像灰度落在設(shè)定的灰度閾值范圍內(nèi)的圖像提取出來作為電極圖像信息。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 植入前配準(zhǔn)單元:用于將所述MRI圖像和植入前CT圖像配準(zhǔn)在同一個坐標(biāo)空間下。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述植入前配準(zhǔn)單元進一步包括: 植入前坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述MRI圖像和植入前CT圖像轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，并將所述MRI圖像的物理中心與植入前CT圖像的物理中心移動到同一個點； 植入前旋轉(zhuǎn)平移比對模塊:用于使用第一尺度分別對所述MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素進行旋轉(zhuǎn)、平移和比對，直到所述MRI圖像的輪廓與所述植入前CT圖像的輪廓的相似度達(dá)到第一相似度； 植入前旋轉(zhuǎn)平移模塊:用于使用第二尺度將經(jīng)過第一尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像中的部分圖像像素和植入前CT圖像中的部分圖像像素再次進行旋轉(zhuǎn)和平移;所述第一尺度所包含的像素個數(shù)大于所述第二尺度所包含的像素個數(shù)； 植入前相似度判斷模塊:用于判斷經(jīng)過第二尺度調(diào)節(jié)后的MRI圖像和植入前CT圖像對應(yīng)位置像素的相似度是否達(dá)到第二相似度，如是，結(jié)束配準(zhǔn)過程;否則，返回繼續(xù)進行第二尺度調(diào)節(jié);所述第二相似度大于所述第一相似度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述配準(zhǔn)后的CT圖像包括配準(zhǔn)后的植入前CT圖像和配準(zhǔn)后的植入后CT圖像，所述電極信息提取單元進一步包括: CT圖像相減模塊:將所述配準(zhǔn)后的植入后CT圖像減去所述配準(zhǔn)后的植入前CT圖像剩下灰度差值不為O的部位即為電極圖像信息。16.根據(jù)權(quán)利要求10至15任意一項所述的裝置，其特征在于，所述大腦皮層信息提取單元進一步包括: 種子點選取模塊:用于從經(jīng)過配準(zhǔn)后的MRI圖像中任意選取一個種子點； 設(shè)定區(qū)間內(nèi)種子點選取模塊:用于在以所述種子點為中心、半徑為第一設(shè)定值的區(qū)域中選取其像素值落在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，并將其納入到所述種子點所在的區(qū)域； 設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值判斷模塊:用于將所述半徑進行擴大，并判斷擴大后的區(qū)域中是否還存在其像素值落在所述設(shè)定區(qū)間內(nèi)的點，如是，將其納入到所述種子點所在的區(qū)域；否貝IJ，將所述種子點所在的區(qū)域作為大腦皮層組織圖像信息； 像素值判斷模塊:用于繼續(xù)進行設(shè)定區(qū)間內(nèi)像素值的判斷。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述信息融合單元進一步包括: 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊:用于將所述電極圖像信息的數(shù)據(jù)類型與所述大腦皮層組織圖像信息的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成相同的數(shù)據(jù)類型； 灰度值映射模塊:用于通過設(shè)定的色彩映射表，分別將電極圖像和大腦皮層組織圖像中每個像素不同的灰度值映射成不同的顏色和透明度，分別調(diào)節(jié)其顏色和透明度； 圖像顯示模塊:用于通過面繪制或體繪制將融合后的圖像顯示出來。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述第一尺度的大小為八個像素，所述第二尺度的大小為一個像素，所述MRI圖像、植入前CT圖像和植入后CT圖像均為DICOM格式的圖像文件，所述需要的格式為DICOM文件、圖片文件或視頻文件。
【文檔編號】G06T7/00GK105849777SQ201580003336
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年6月26日
【發(fā)明人】湯潔, 李卓, 任樂楓, 胡楠, 謝菲
【申請人】深圳市美德醫(yī)療電子技術(shù)有限公司