磁共振擴(kuò)散張量圖像插值方法及其圖像配準(zhǔn)應(yīng)用研究.pdf

1、擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是近年來(lái)快速發(fā)展的磁共振成像技術(shù)，它能反映活體組織內(nèi)水分子各方向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在神經(jīng)生理、神經(jīng)外科及腦部腫瘤研究中發(fā)揮了重要的作用。擴(kuò)散張量模型作為DTI技術(shù)的核心，其插值方法廣泛應(yīng)用于各種擴(kuò)散張量圖像處理算法中，但其插值復(fù)雜度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)標(biāo)量圖像的插值。因此張量圖像插值的研究空間較大且進(jìn)展快速，但在實(shí)際使用中各種方法各有優(yōu)劣。在擴(kuò)散張量插值的應(yīng)用中，擴(kuò)散張量圖像配準(zhǔn)是

2、重點(diǎn)之一，擴(kuò)散張量圖像的準(zhǔn)確配準(zhǔn)可以為臨床診斷和神經(jīng)生理研究提供很大便利。基于上述原因，論文致力于研究更準(zhǔn)確，更穩(wěn)定的擴(kuò)散張量插值方法，使其在擴(kuò)散張量圖像配準(zhǔn)中能夠加以應(yīng)用，同時(shí)評(píng)估其對(duì)配準(zhǔn)的實(shí)際作用。
　　 論文對(duì)擴(kuò)散張量成像的原理和基本概念進(jìn)行了歸納和闡述，并研究了現(xiàn)有的擴(kuò)散張量插值方法，在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于輪廓控制和局部特征的擴(kuò)散張量插值方法。這種方法在黎曼測(cè)地線(xiàn)非勻速運(yùn)動(dòng)線(xiàn)性輪廓控制插值的基礎(chǔ)上，利用插值點(diǎn)附近更多

3、的張量值信息，以張量間的對(duì)數(shù)-歐氏距離作為局部特征，優(yōu)化插值的結(jié)果。在臨床數(shù)據(jù)的插值重建實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)定量的誤差分析，結(jié)果表明論文提出的方法在減小插值重建誤差上有一定優(yōu)勢(shì)。
　　 為使插值方法在圖像配準(zhǔn)中得到有效應(yīng)用，論文提出一種基于各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy, FA）和吸引區(qū)域搜索的擴(kuò)散張量圖像仿射配準(zhǔn)算法框架，實(shí)驗(yàn)證明配準(zhǔn)算法可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散張量的圖像配準(zhǔn)。為探究本論文插值方法在擴(kuò)散張量圖像該配準(zhǔn)應(yīng)用