一种超声与磁共振图像融合配准方法[0002] 前列腺癌是男性人群中最常见的非皮肤癌，并且其致死率在非皮肤癌中排行第 二。目前，经直肠超声（TRUS)引导的系统性穿刺活检因其实时性，成像无辐射，低成本和操 作简单等性能已成为检查诊断前列腺癌的金标准。然而，由于TRUS图像分辨率低及无法清 楚显示早期前列腺癌，导致假阴性率高达30%。而磁共振成像（MRI)具有较高的图像质量， 尝试融合预先获取的MRI图像与实时TRUS图像来提供更高质量的引导，这项技术被认为是 前列腺穿刺活检发展的主要趋势之一。[0003] 然而，由于两种模态下图像表现的差异性、TRUS探头插入引起的前列腺形变以及 前列腺，TRUS探头和周边组织的相互作用，导致有效、准确的MRI-TRUS图像配准富有挑战 性。近年来，大多采用统计模型来预测估算前列腺形变及配准MRI和TRUS图像。[0004] Mohamed等提出了一种组合统计模型来估算由TRUS探头引起的前列腺形变，但忽 略了组织的统计属性；Dam等使用分割真实的病人数据替代生物力学模型来训练前列腺形 状模型，但是，收集分析足够的训练数据是非常具有挑战性和费时的；Hu等人利用术前磁 共振图像构建有限元模型来模拟前列腺运动以建立一个个性化统计运动模型（SMM)，这种 方法在前列腺的MRI和TRUS图像间的非刚体配准中引入了生物力学模型，在模拟过程中， 组织的属性和边界条件都是在理论范围内随机采样得到，但是，不同病人的前列腺有着不 同的生物力学属性，尤其是对于带有癌细胞的前列腺，其杨氏模量比正常的明显大得多。由 于不同的生物力学属性会导致完全不同的形变结果，该方法可以减少各个患者的形变特异 性并因此限制了其实际应用性。此外，该模型的边界条件并没有充分考虑活检介入时各个 部位的相互作用。 【
[0005] 本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中超声与磁共振图像融合配准方法 精确度低、缺乏临床应用的缺陷，提供一种准确、可应用于临床的超声与磁共振图像融合配 准方法。[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：[0007] -种超声与磁共振图像融合配准方法，包括下述步骤：[0008] 获取前列腺磁共振图像；[0009] 构建所述前列腺磁共振图像的有限元模型；
[0010] 将超声弹性成像获取的所述前列腺的生物力学信息融入到所述有限元模型中；
[0011] 根据所述有限元模型，采用主成分分析构建所述前列腺个性化统计运动模型；及
[0012] 根据所述前列腺个性化统计运动模型实现所述前列腺磁共振图像与上述三维经 直肠超声图像数据配准。
[0013] 在本发明提供的一些实施例中，其中，构建所述前列腺磁共振图像的有限元模型， 还包括下述步骤：
[0014] 对所述前列腺磁共振图像进行分割；
[0015] 采用等值面提取算法将分割后的前列腺转换成三角表面网格；
[0016] 将所述三角表面网格的表面数据导入到商用有限元分析软件包中，完成所述前列 腺磁共振图像的有限元模型的构建。
[0017] 在本发明提供的一些实施例中，所述前列腺的生物力学信息包括杨氏模量和泊松 比。
[0018] 在本发明提供的一些实施例中，其中，将超声弹性成像获取的所述前列腺的生物 力学信息融入到所述有限元模型中，包括下述步骤：
[0019] 根据膀胱与所述前列腺的解剖结构关系，在商用有限元分析软件包中构建膀胱模 型；
[0020] 根据三维经直肠超声图像探头的姿势和位移，在商用有限元分析软件包中构建三 维经直肠超声图像探头模型；
[0021] 将所述膀胱模型和所述三维经直肠超声图像探头模型，作为所述前列腺的形变边 界条件，并将所述边界条件融入到所述有限元模型中。
[0022] 在本发明提供的一些实施例中，其中，根据所述有限元模型，采用主成分分析构建 所述前列腺个性化统计运动模型，包括下述步骤：
[0023] 根据所述有限元模型计算所述前列腺N个表面节点位移的X，y，z分量组成一个 3N xl的位移向量d ;
[0024] 利用主成分分析计算所述前列腺个性化统计运动模型m，
[0025]