【摘要】：近年來磁共振設(shè)備及成像技術(shù)高速發(fā)展[1],擴(kuò)散加權(quán)圖像的量化分析在臨床診斷上也得到越來越多的應(yīng)用。通過對(duì)組織擴(kuò)散系數(shù)的分析可以對(duì)疾病的診斷、治療、預(yù)后做出預(yù)測(cè)。圖像采集時(shí)病人呼吸、心臟和腸蠕動(dòng)等運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致不同6值的圖像間出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移,因此通過配準(zhǔn)使圖像對(duì)齊是精確量化估計(jì)的前提條件。不同6值的擴(kuò)散加權(quán)圖像中信號(hào)衰減程度不同導(dǎo)致了它們之間灰度和對(duì)比度的變化,而且同一b值圖像內(nèi)存在灰度不均勻性,因此使用傳統(tǒng)的配準(zhǔn)算法會(huì)導(dǎo)致將不同6值的圖像配準(zhǔn)到60圖像的過程中產(chǎn)生較大的偏移,尤其是在高6值的圖像上。自由形變模型是常用的非剛性配準(zhǔn)算法,在以往的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。由于其具有優(yōu)良的局部運(yùn)動(dòng)模擬能力,在醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)中是非常適用的算法。但是由于擴(kuò)散加權(quán)圖像自身的特性,基于自由形變模型的配準(zhǔn)依然存在不足,在配準(zhǔn)信號(hào)衰減較大的圖像時(shí)非常容易出現(xiàn)誤配。針對(duì)這一不足,本文提出擬合精度引導(dǎo)自由形變模型的配準(zhǔn)算法。首先以體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)模型對(duì)擴(kuò)散加權(quán)圖像的信號(hào)衰減信息進(jìn)行參數(shù)擬合,并以統(tǒng)計(jì)分析中常用的決定系數(shù)構(gòu)造擬合精度對(duì)模型的擬合效果做出評(píng)估。擬合精度描述的是擬合之后的信號(hào)強(qiáng)度與理想情況下的指數(shù)衰減之間的吻合程度,吻合程度越高表明該位置需要的形變?cè)叫?反之亦然;然后通過擬合精度構(gòu)造權(quán)重矩陣,為圖像中每一個(gè)像素賦予形變權(quán)重從而引導(dǎo)自由形變模型進(jìn)行配準(zhǔn)。不同于傳統(tǒng)的自由形變中變形場(chǎng)采用統(tǒng)一的變形步長(zhǎng),權(quán)重矩陣能夠地根據(jù)擬合精度的大小自適應(yīng)地調(diào)整圖像中不同位置的變形步長(zhǎng)從而得到最優(yōu)的變形場(chǎng)。本文提出的新方法結(jié)合了包含信號(hào)衰減信息的擬合精度和具有優(yōu)秀局部運(yùn)動(dòng)模擬能力的自由形變,有效地彌補(bǔ)了自由形變?cè)谂錅?zhǔn)擴(kuò)散加權(quán)圖像時(shí)的不足,實(shí)現(xiàn)了對(duì)其精確配準(zhǔn)的目標(biāo)。本文分別應(yīng)用基于自由形變模型的配準(zhǔn)算法和新方法在11組多6值的腹部擴(kuò)散加權(quán)圖像上進(jìn)行二維和三維的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),并以Dice系數(shù)作為配準(zhǔn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。相較于基于自由形變模型的配準(zhǔn)算法,新方法得到了更高的Dice系數(shù),且通過配對(duì)t檢驗(yàn)證明差異是具有顯著性的。直觀和量化結(jié)果表明,本文提出的方法比基于自由形變模型的配準(zhǔn)算法具有更佳的配準(zhǔn)效果。
【圖文】：

分子沒有足夠的時(shí)間到達(dá)邊界，以致其行為似乎是自由擴(kuò)散。然而當(dāng)擴(kuò)散時(shí)間增逡逑長(zhǎng)時(shí)，更多的分子到達(dá)邊界上被反射回介質(zhì)，其距離就不像自由擴(kuò)散那樣隨時(shí)間逡逑無限增加（圖２－１所示）。當(dāng)所有分子都到達(dá)邊界時(shí)，距離趨于飽和，這時(shí)測(cè)得逡逑的擴(kuò)散系數(shù)逐漸減小到０。在人體中，除了腦脊液、尿液等的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)可逡逑以視作自由擴(kuò)散，一般其他組織中水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)都屬于限制性擴(kuò)散。實(shí)際上逡逑ＤＷＩ就是通過檢測(cè)人體組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限制的方向和程度等信息，間逡逑接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化［３（）］。逡逑自由擴(kuò)散逡逑~枺問芟拗評(píng)┥㈠義希沐義希鄭義賢跡玻弊雜衫┥⒑褪芟拗評(píng)┥㈠義希疲椋紓玻卞澹裕瑁邋澹媯潁澹邋澹洌椋媯媯酰螅椋錚鑠澹幔睿溴澹潁澹螅簦潁椋悖簦澹溴澹洌椋媯媯酰螅椋錚鑠義希玻保猜齔逄荻然夭ǔ上皴義希ǎ保┳孕夭ㄥ義銑９孀孕夭ǎǎ螅穡椋鑠澹澹悖瑁錚澹櫻牛┬蛄薪惺潛曜跡停頁上裥蛄�，，茷^齔逍蛄刑劐義系閌牽梗

本文編號(hào)：2652484