多模態(tài)腦影像配準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)PET作為核醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域重要的臨床檢查影像技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，成為腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病檢查的重要手段。PET腦影像多模配準(zhǔn)技術(shù)通過(guò)在腦影像與標(biāo)準(zhǔn)圖譜之間建立匹配關(guān)系，使原始腦影像向參考腦圖譜影像對(duì)齊，獲得不同腦分區(qū)信息，實(shí)現(xiàn)輔助診斷神經(jīng)系統(tǒng)疾病的目的。Talairach圖譜是目前國(guó)際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)腦圖譜，在該圖譜中，腦組織各個(gè)分區(qū)被予以不同標(biāo)記用于臨床進(jìn)行考察研究。迄今為止，Talairach圖譜已被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的輔助診斷中。P

2、ET-Talairach圖譜配準(zhǔn)可獲得較原始PET影像更為準(zhǔn)確的腦功能分區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，對(duì)于如腦卒中、癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷具有重要價(jià)值。但PET影像自身組織分辨率較差，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜配準(zhǔn)時(shí)，PET影像腦部特征位置點(diǎn)難以準(zhǔn)確選擇因而易造成較大誤差。而作為解剖結(jié)構(gòu)成像的CT技術(shù)具有較好的空間分辨率和極高的密度分辨率，如以CT為中介，并在結(jié)構(gòu)影像上標(biāo)注腦部位置特征點(diǎn)，通過(guò)PET-CT-標(biāo)準(zhǔn)圖譜變換來(lái)實(shí)現(xiàn)PET腦影像與腦圖譜的配準(zhǔn)則可以彌補(bǔ)PE

3、T影像分辨率較差的局限性，對(duì)于提高神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷準(zhǔn)確性具有重要意義。
　　本文以Talairach圖譜作為標(biāo)準(zhǔn)腦圖譜，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了PET-Talairach圖譜和PET-CT-Talairach圖譜多模影像配準(zhǔn)算法。首先，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于仿射變換的PET-Talairach腦圖譜配準(zhǔn)算法，該算法利用腦皮層標(biāo)志點(diǎn)建立PET影像和Talairach圖譜的矛盾方程組計(jì)算仿射變換矩陣完成PET影像與Talairach圖譜的配準(zhǔn)

4、。然后，結(jié)合PET-CT配準(zhǔn)技術(shù)，在CT腦影像上實(shí)現(xiàn)腦組織自動(dòng)提取、腦組織OBB包圍盒計(jì)算、基于信息熵的中位矢狀面提取等算法，在此基礎(chǔ)獲取CT腦影像的位置特征點(diǎn)，隨后通過(guò)基于互信息的PET-CT變換矩陣將CT標(biāo)志點(diǎn)映射至PET影像，再由仿射變換矩陣實(shí)現(xiàn)PET-Talairach圖譜的多模態(tài)影像配準(zhǔn)。最后，本文通過(guò)臨床數(shù)據(jù)對(duì)算法的精度及配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本文提出的多模態(tài)腦影像配準(zhǔn)算法能夠得到較好的配準(zhǔn)效果，配準(zhǔn)精度和時(shí)間性