【摘要】：伴隨醫(yī)學影像技術的發(fā)展和設備的革新,醫(yī)學圖像分辨率及成像精度不斷提高,使得醫(yī)學圖像在臨床以及醫(yī)學研究中得到廣泛應用。高精度的醫(yī)學圖像配準是諸多醫(yī)學圖像應用中不可缺少的重要技術,能夠將多種類型的信息匹配到同一空間,便于疾病的分析和診斷。但目前對不同模態(tài)醫(yī)學圖像的非剛性配準缺少普適性的方法,而具有廣泛適應性的剛性配準無法表現(xiàn)組織器官中非線性的形變,在配準質量上有所缺陷。因此,探索多模態(tài)圖像的非剛性配準方法具有重要的現(xiàn)實意義,也是目前研究的熱點之一。本文針對當前多模態(tài)圖像非剛性配準技術中較為關鍵的變換模型和相似性測度兩方面進行了深入研究,根據(jù)磁共振圖像中T1和DTI兩個模態(tài)數(shù)據(jù)的特點進行方法設計,改善了形變場的求解方法提高配準穩(wěn)定性,并使用GPU并行處理方法提升相似性測度的計算速度。在研究基礎上設計實現(xiàn)了配準的可視化軟件。本文的主要工作和成果如下:(1)針對非線性形變圖像選擇B樣條函數(shù)作為配準形變模型,互信息作為相似性測度對配準結果進行評價,使配準具有良好的局部形變效果;提出統(tǒng)一圖像灰度的相似性測度方法,解決兩幅圖像灰度范圍不統(tǒng)一導致基于灰度的相似性測度難以準確表達圖像間關系的問題;(2)針對傳統(tǒng)B樣條方法網格大小對配準精度和效率的影響,使用層次B樣條方法逐漸逼近合適網格大小,提高配準穩(wěn)定性;針對均勻網格的層次B樣條在差異過大區(qū)域形變精度低的問題,提出了一種基于分塊互信息比較的局部B樣條配準方法,提高了大形變區(qū)域的配準精度;(3)針對傳統(tǒng)互信息不包含圖像空間信息,相似性測度容易受局部孤立點影響的問題,使用包含鄰域空間信息的區(qū)域互信息測度代替歸一化互信息測度,減少了孤立點對配準的影響;并提出了基于GPU并行計算的區(qū)域互信息計算方法解決其計算復雜度高、耗時長的問題;(4)在研究基礎上設計實現(xiàn)了一種多模態(tài)醫(yī)學圖像配準及可視化軟件,能夠對T1和DTI圖像進行配準和可視化。
【圖文】：

圖 1-1 FSL 軟件的配準模塊 圖 1-2 SPM 軟件的配準模塊多模態(tài)醫(yī)學圖像配準是對兩幅或兩幅以上從不同時間、設備、對象上獲取的醫(yī)學圖像進行的圖像處理。其基本原理是針對特定圖像設計某種空間變換算法，求解方程獲得其變換系數(shù)，使用該空間變換使得參考圖像和浮動圖像上所有具有醫(yī)學意義的點在結構上對應。配準同時也是后續(xù)圖像分割和可視化的基礎，只有通過配準才能減小分割過程中產生的偏差，實現(xiàn)分割圖像特征對齊，使分割結果具有醫(yī)學意義。當前國內外的配準研究大多集中于解剖圖像和功能圖像的配準方法，以獲得結合解剖圖像結構信息和功能圖像生理活動信息的綜合圖像為目的。之后通過解剖圖像和功能圖像進行分割、融合，能夠獲得多種圖像的互補信息；通過可視化將三維圖像從二維切片的組織轉換為三維的幾何結構圖像顯示，為使用者在視覺上呈現(xiàn)更為直觀的人體組織結構信息，使圖像數(shù)據(jù)具有更豐富的醫(yī)學價值。配準所選取的對象可分為特征和灰度兩種類型�；谔卣鞯呐錅适紫韧ㄟ^邊緣提取等

圖 1-1 FSL 軟件的配準模塊 圖 1-2 SPM 軟件的配準模塊多模態(tài)醫(yī)學圖像配準是對兩幅或兩幅以上從不同時間、設備、對象上獲取的醫(yī)學圖像進行的圖像處理。其基本原理是針對特定圖像設計某種空間變換算法，求解方程獲得其變換系數(shù)，使用該空間變換使得參考圖像和浮動圖像上所有具有醫(yī)學意義的點在結構上對應。配準同時也是后續(xù)圖像分割和可視化的基礎，只有通過配準才能減小分割過程中產生的偏差，實現(xiàn)分割圖像特征對齊，使分割結果具有醫(yī)學意義。當前國內外的配準研究大多集中于解剖圖像和功能圖像的配準方法，，以獲得結合解剖圖像結構信息和功能圖像生理活動信息的綜合圖像為目的。之后通過解剖圖像和功能圖像進行分割、融合，能夠獲得多種圖像的互補信息；通過可視化將三維圖像從二維切片的組織轉換為三維的幾何結構圖像顯示，為使用者在視覺上呈現(xiàn)更為直觀的人體組織結構信息，使圖像數(shù)據(jù)具有更豐富的醫(yī)學價值。配準所選取的對象可分為特征和灰度兩種類型。基于特征的配準首先通過邊緣提取等
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318;TP391.41

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本文編號：2674256