【摘要】：心臟磁共振（Cardiac Magnetic Resonance，CMR）成像，尤其是心肌灌注核磁共振成像（Myocardial perfusion imaging），由于其在心臟功能性檢查方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。 灌注圖像中心臟的位置和形狀會(huì)隨著呼吸、移動(dòng)和心跳而發(fā)生改變。配準(zhǔn)就成為進(jìn)一步圖像處理的必要前提。灌注圖像的灰度會(huì)隨著造影劑在心腔中的流動(dòng)而變化，使得單純依靠灰度信息的算法很難應(yīng)用。灌注圖像質(zhì)量不高，使得基于特征的配準(zhǔn)方法很難得到穩(wěn)定的配準(zhǔn)特征。 基于此，本文提出了綜合使用圖像增強(qiáng)、剛性和非剛性配準(zhǔn)相結(jié)合的算法。首先，采用混合圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)心臟結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。然后使用基于歸一化互相關(guān)的多分辨率和多層次的剛性配準(zhǔn)算法矯正呼吸和移動(dòng)造成的較大范圍的移動(dòng)。 之后，使用馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)（Markov Random Field，MRF）模型對(duì)圖像進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)以矯正仍然存在的彈性形變。在馬爾科夫能量函數(shù)中對(duì)圖像塊進(jìn)行歸一化，以消除兩幅圖像的灰度差異對(duì)配準(zhǔn)的影響。同時(shí)，為了保證結(jié)果連續(xù)平緩，在能量函數(shù)中使用了分段連續(xù)的約束條件。 為了消除序列圖像配準(zhǔn)時(shí)積累誤差的產(chǎn)生，對(duì)灌注圖像序列中的每幅圖像計(jì)算一幅對(duì)應(yīng)的偽真實(shí)（Pseudo Ground Truth，PGT）圖像，并將這幅偽真實(shí)圖像作為配準(zhǔn)模板。通過(guò)將灌注圖像與其對(duì)應(yīng)的偽真實(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，減小了積累誤差對(duì)序列圖像配準(zhǔn)中的影響。 針對(duì)本文提出的配準(zhǔn)算法，進(jìn)行了詳盡的對(duì)比和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文提出的算法可以有效地矯正圖像的位移和形變。通過(guò)使用偽真實(shí)圖像作為模板，有效地減小了積累誤差對(duì)序列圖像配準(zhǔn)時(shí)的影響。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R310;TP391.41
【圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章 兩幅圖像配準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)第三章 兩幅圖像配準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)心肌灌注核磁共振圖像配準(zhǔn)的難點(diǎn)在于其灰度是不斷變化的。隨著造影劑到達(dá)不同的心腔，在CMR圖像中不同心室結(jié)構(gòu)的灰度會(huì)依次發(fā)生變化。以心室短軸切面為例，造影劑隨血流依次通過(guò)右心室、左心室，然后彌漫到心肌中，如圖3-1所示。

＝煌ù笱絀妒墾絎宦畚?第三章 兩幅圖像配準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)第 14 頁(yè)列一一進(jìn)行配準(zhǔn)，得到最終的配準(zhǔn)結(jié)果。如圖3-2所示，是本文提出算法的完整流程圖。圖3-2 本文心肌灌注圖像序列配準(zhǔn)算法流程Fig.3-2 Procedure of registration of myocardial perfusion image是否是是將每幅灌注圖像與其對(duì)應(yīng)的PGT圖像進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)是否到達(dá)最后一幅圖像輸出心肌灌注圖像序列配準(zhǔn)結(jié)果將每幅圖像與其前一幅圖像分別進(jìn)行多層次的非剛性配準(zhǔn)將每幅圖像的配準(zhǔn)結(jié)果與其前一幅圖像的加權(quán)和作為該幅 PGT 圖像是否到達(dá)最后一幅圖像將每幅圖像與其前一幅圖像分別在多分辨率多尺度剛性配準(zhǔn)是否到達(dá)最后一幅圖像輸入心肌灌注圖像序列圖像裁剪，并統(tǒng)一到相同尺寸基于混合濾波的圖像增強(qiáng)否否

第1幅 第20幅 第33幅 第44幅第1幅 第20幅 第33幅 第44幅圖3-3 心肌灌注圖像裁剪前后圖像對(duì)比Fig.3-3 Comparison of myocardial perfusion image before and after shearing本文提到的圖像裁剪技術(shù)，是通過(guò)醫(yī)生手動(dòng)設(shè)置感興趣區(qū)域的大小和位置。之所以采取手動(dòng)的方式，一是因?yàn)椴煌t(yī)生在診斷時(shí)，關(guān)注的部位不同。有的醫(yī)生希望看到整個(gè)心臟結(jié)構(gòu)的配準(zhǔn)結(jié)果；有的則希望只看到左心室的配準(zhǔn)結(jié)果。通過(guò)設(shè)置

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2754212