基于DRR的2D-3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)技術(shù)的研究.pdf

1、二維-三維醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)是近年來研究的熱點領(lǐng)域之一，其作為圖像配準(zhǔn)學(xué)科的一個分支具有重要的科學(xué)研究意義和臨床應(yīng)用價值。其最廣泛的應(yīng)用實例是計算機輔助與圖像輔助外科手術(shù)和放射治療。在手術(shù)治療過程中，二維醫(yī)學(xué)圖像獲取較三維圖像獲取簡單，而且獲取速度快，可以有效的降低醫(yī)生和患者暴露在射線下對身體產(chǎn)生的傷害，但二維圖像缺少三維圖像所具有的空間信息，將術(shù)前獲得的三維圖像與術(shù)中獲得的二維圖像進行配準(zhǔn)，可以很好的彌補一部分空間信息的缺失?，F(xiàn)有配準(zhǔn)算法雖

2、然滿足臨床應(yīng)用精度要求，但數(shù)字影像重建技術(shù)(DRR)生成圖像和相似性程度測量兩個步驟計算量大、耗時較長使得配準(zhǔn)無法達到真正的實時性要求，針對這兩個缺陷，本文首先利用Bresenham直線生成算法對傳統(tǒng)光線投射算法進行改進，然后在模式強度測度算法中加入梯度相關(guān)原理降低其算法復(fù)雜度，并將兩種改進后的算法結(jié)合完成配準(zhǔn)。
　　本文首先闡述了醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)的發(fā)展簡史，以及其原理和意義。介紹了圖像配準(zhǔn)的分類和方法，并描述了其定義和框架。

3、　　其次，詳細(xì)介紹了數(shù)字影像重建技術(shù)（DRR）和Bresenham直線生成算法，并利用Bresenham直線生成算法對光線投射算法進行改進，通過對實驗參數(shù)的調(diào)整獲得不同位置下的DRR圖像。改進后的算法不需要進行大量的插值運算和求整運算，只需要進行少量的浮點運算，該算法所需時間比傳統(tǒng)光線投射算法所需時間大大降低。該算法犧牲的精度在可控范圍內(nèi)，所以本算法既能夠滿足臨床精度要求，又能夠大大加快配準(zhǔn)的完成。
　　再次，詳細(xì)介紹了梯度相關(guān)和

4、模式強度兩種相似性測度，并利用梯度相關(guān)對模式強度進行改進，改進后的算法不需要去對差值圖像中的每一個像素點進行判斷，使得了算法計算簡便，計算時間縮短，降低了計算誤差。該算法大大減少了計算所需時間，加快了配準(zhǔn)完成進度。
　　然后，將多分辨率金字塔法則加入整個配準(zhǔn)算法中，根據(jù)空間變換部件初始化的參數(shù)，開始對金字塔頂層圖像進行配準(zhǔn)，采用改進的鮑威爾算法尋優(yōu)，配準(zhǔn)完成輸出最優(yōu)變換結(jié)果。
　　最后對配準(zhǔn)實驗結(jié)果進行深入比對分析，實驗結(jié)果