基于形變模型的醫(yī)學(xué)圖像非剛體配準(zhǔn)方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、臨床應(yīng)用中大量高精度醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的出現(xiàn)以及高速計(jì)算機(jī)的運(yùn)用，圖像在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究、臨床診斷和治療活動(dòng)中扮演著重要的角色，已經(jīng)成為認(rèn)識(shí)和治療疾病、保障人類健康的必備手段。醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)作為醫(yī)學(xué)圖像處理的一個(gè)重要分支，正朝著高質(zhì)、高效、高穩(wěn)定性以及高自動(dòng)化等方向發(fā)展，很多配準(zhǔn)技術(shù)特別是剛性配準(zhǔn)已相對(duì)比較成熟并在臨床中得到了應(yīng)用。然而對(duì)于形變組織的圖像配準(zhǔn)、不同個(gè)體之間的配準(zhǔn)以及圖譜配準(zhǔn)等，通常都需要采用非剛體配準(zhǔn)方法。本文從

2、理論、方法和技術(shù)等方面對(duì)醫(yī)學(xué)圖像非剛體配準(zhǔn)進(jìn)行了研究。 本文首先提出，針對(duì)同時(shí)存在整體剛性形變和局部彈性形變的醫(yī)學(xué)肺部圖像，可采用分級(jí)配準(zhǔn)變換模型進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，即對(duì)于圖像整體的剛性形變采用仿射變換模型來(lái)表示、對(duì)于圖像局部的非剛體形變采用基于B樣條的FFD（Free-form deformation）模型來(lái)表示。 然后，從簡(jiǎn)單的剛性配準(zhǔn)入手，針對(duì)圖像整體存在的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等剛性形變，采用基于特征點(diǎn)的、利用矩不變量進(jìn)行特

3、征點(diǎn)匹配的剛性配準(zhǔn)算法校正圖像的剛性形變，減少了圖像間的整體變形。在特征點(diǎn)匹配環(huán)節(jié)，首先利用復(fù)數(shù)矩構(gòu)造的不變量作為相似性尺度，進(jìn)行特征點(diǎn)匹配；然后在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的由Fourier-Mellin矩構(gòu)造的不變量作為相似性尺度進(jìn)行特征點(diǎn)匹配的算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，基于Fourier-Mellin矩不變量的特征點(diǎn)匹配算法具有更好的配準(zhǔn)精度。 最后，探討了醫(yī)學(xué)圖像的非剛體配準(zhǔn)方法，闡述了基于B樣條函數(shù)的均勻網(wǎng)格點(diǎn)FFD模型的醫(yī)學(xué)圖