肺部模型非刚性配准与运动场计算

发布时间：2024-05-07 01:49

　　肺癌是困扰人类健康的严重疾病,其致死率在所有癌症中占第一位,采用多模态医学图像融合的方法,可实现肺癌的早期诊断和治疗,有利于提高肺癌病人的5年生存率和生活质量。由于肺部具有曲面复杂、形变剧烈和存在滑移运动等特点,研究多模态医学图像非刚性配准、肺部运动场建模、肺部运动参数精确计算是实现多模态医学图像融合、病灶肿瘤跟踪以及肺部健康状态评估面临的难点问题。为此,本文研究了肺部点云精简方法,提出了一种新的非刚性图像配准相似性度量,采用基于非刚性点云配准的方法进行了肺部运动场建模,实现了基于肺部点云的曲面重建及参数计算,初步搭建了一个肺部模型图像处理软件平台-LungMed。本文主要研究内容如下:提出一种用于肺部模型点云精简的方法。该方法采用空间二分法聚类获取精简点云初值并使用基于Voronoi图的迭代方法对点云分布进行优化,定义了一种新的聚类单元代表点的计算方法,将聚类单元内的点集三角化并选择距离重心最近的点作为代表点,改善了点云分布不均匀情形下选取代表点会偏向高密度点云区域的问题,实验表明所提点云精简方法提高了精简点云的保形性和均匀性。提出一种用于非刚性医学图像配准的相似性度量准则。新度量将...

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图1-1放射治疗前后的流程示意图放射治疗是肺癌早期治疗的重要手段[24,25]，其原理是通过辐射产生的放射线所携能量来破坏细胞的染色体，使细胞坏死，从而消灭可快速分裂和生长的癌细胞。在

图2-1点-曲面距离构建局部参数曲面SU将导致计算构成的曲面可近似看成一个平面，进而计算点到局部曲面距离，如

图2-2采用拟合平面的方法计算点-曲面3nu，采用主成分分析拟合平面1x2xx1y2yyxxnxyynyuuuuuuuuuuuuX

图2-3点云主成分分析长短轴图示定义点-曲面距离之后，接着需要定义点集的划分准则。本节按照平均点u的长进行划分，点集中每个点到长轴法平面的距离if的计算方法如下：Tii1fuuξ

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