基于预测的肺4D-CT图像配准方法研究

发布时间：2021-01-20 08:14

　　肺4D-CT为肺部疾病的诊断与治疗提供了重要的影像学信息,它在传统的3D-CT图像中添加了时间轴,通过外部设备对人体呼吸的监控,动态地采集病人整个呼吸周期的肺部CT图像。肺4D-CT图像真实地反应肺部组织随呼吸运动的变化规律,有效的减少了图像中由呼吸运动带来的伪影。肺4D-CT图像的配准对于肺组织的运动估计、肺通气、肺部肿瘤的定位以及放射治疗的精确性有着实际意义;同时,肺4D-CT的配准也可用于肺部分割,监控疾病的发展以及判断治疗效果等。但由于肺部器官是典型的运动器官,受呼吸运动以及心脏搏动的干扰,使得采集到的肺部图像形变较大,以及在呼吸过程中,受激发空气的影响,肺部图像密度会发生改变,以上两个因素成为肺4D-CT图像配准中最大的挑战。针对上述问题,本文以提高肺部图像配准精度为目标,研究了两种基于预测的肺4D-CT图像配准算法。其一,我们研究了基于块相似性预测的配准算法。其假设是,图像块之间结构特征相似,则其配准至同一参考图像时,其对应的形变场也应该是相似的。在本算法中我们利用肺4D-CT多相位的特点,首先将不同相位的图像配准至选定的参考图像,获取各自对应的形变场;之后将浮动图像进行分... 

【文章来源】：南方医科大学广东省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－１基于块相似性预测配准框架图

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（ｅ）?（ｆ）??图３－４?Ａｃｔｉｖｅ?Ｄｅｍｏｎｓ算法与本章算法的配准实验结果。（ａ）参考图像；（ｂ）浮动图像；（ｃ）Ａｃｔｉｖｅ??Ｄｅｍｏｎｓ算法配准结果；（ｄ）Ａｃｔｉｖｅ?Ｄｅｍｏｎｓ配准差分图像；（ｅ）基于块相似性预测算法配准结??果；（ｆ）基于块相似性预测算法配准差分图像。??Ｆｉｇ．３－４?Ｔｈｅ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｂｙ?Ａｃｔｉｖｅ?Ｄｅｍｏｎｓ?ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｂｙ?ｂｌｏｃｋ－ｂａｓｅｄ??ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ，?（ａ）?Ｔｈｅ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｉｍａｇｅ；?（ｂ）?Ｔｈｅ?ｆｌｏａｔｉｎｇ?ｉｍａｇｅ；?（ｃ）?Ｔｈｅ?ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ??ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ?ｂｙ?Ａｃｔｉｖｅ?Ｄｅｍｏｎｓ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；?（ｄ）?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｉｍａｇｅ?ｂｙ?Ａｃｔｉｖｅ?Ｄｅｍｏｎｓ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；??２３??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弹性配准的肺4D-CT中间相位图像重建[J]. 耿丹丹,王婷婷,曹蕾,张煜.  计算机应用. 2015(04)
[2]薄板样条插值的改进及其在图像配准中的应用[J]. 刘茹焕,王博亮,黄晓阳.  中国数字医学. 2009 (10)
[3]Demons算法在四维CT图像配准中的应用[J]. 周付根,段卓镭.  CT理论与应用研究. 2009(01)
[4]改进Demons算法的非刚性医学图像配准[J]. 张红颖,张加万,孙济洲.  光学精密工程. 2007(01)
[5]肺癌流行病学研究进展[J]. 王瑾,许峰,周清华.  中国肺癌杂志. 2005(05)
[6]医学图像配准技术[J]. 罗述谦,吕维雪.  国外医学.生物医学工程分册. 1999(01)

硕士论文
[1]肺部非刚性医学图像配准算法的研究[D]. 南玲巧.东北大学 2013
[2]基于Demons算法的变形图像配准技术的研究[D]. 周露.南方医科大学 2012



本文编号：2988705