MRI幾何失真校正的研究.pdf

1、磁共振成像(MRI)具有良好的軟組織分辨率，無(wú)電離輻射，無(wú)骨偽影干擾等優(yōu)點(diǎn)，其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是，MRI固有的幾何失真降低了影像的空間精確性，限制了它在精確診斷與治療中的應(yīng)用。因此，在進(jìn)行上述應(yīng)用之前，必須對(duì)MRI存在的幾何失真進(jìn)行校正。 目前許多研究都嘗試通過(guò)設(shè)計(jì)特定的幾何體模并結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行掃描系統(tǒng)相關(guān)失真的檢測(cè)和校正，該方法已廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐。但是通過(guò)這種方法校正后得到的MRI仍然存在數(shù)值較大的幾何變

2、形，況且這種固定不變的校正程式可能無(wú)法反映設(shè)備性能隨時(shí)間的變化和具體成像環(huán)境、參數(shù)的差異，給一些基于精確影像的應(yīng)用如神經(jīng)外科手術(shù)和精確放射治療等帶來(lái)隱患。為此，本文提出了一種基于圖像后處理的方法，進(jìn)一步校正磁共振成像中的各種失真。該方法的基本思想是將MRI與具有共同解剖結(jié)構(gòu)且基本不存在幾何失真的CT圖像進(jìn)行非線性配準(zhǔn)，通過(guò)兩種模態(tài)圖像內(nèi)在特征點(diǎn)的對(duì)齊或圖像灰度的互信息最大化來(lái)提高M(jìn)RI的幾何精度。 在運(yùn)用基于圖像內(nèi)部特征點(diǎn)的方法

3、進(jìn)行非線性配準(zhǔn)校正的過(guò)程中，論文采用彈性樣條函數(shù)作為校正時(shí)的變換函數(shù)，引入平滑參數(shù)λ來(lái)降低標(biāo)記點(diǎn)定位偏差對(duì)配準(zhǔn)結(jié)果的影響。該方法在校正全局形變(掃描機(jī)器相關(guān))的同時(shí)可以達(dá)到較好的局部(病人相關(guān)失真)校正效果，但是它需要手工提取對(duì)應(yīng)點(diǎn)集，帶來(lái)了人為誤差。在運(yùn)用基于灰度互信息的方法進(jìn)行非線性配準(zhǔn)校正的過(guò)程中，采用了可近似描述MRI失真的多項(xiàng)式變換函數(shù)作為校正時(shí)的變換函數(shù)，并使用最大歸一化互信息作為配準(zhǔn)校正的相似性測(cè)度。該方法不需要提取圖像特

4、征，直接對(duì)像素灰度進(jìn)行處理，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的配準(zhǔn)校正，但是多項(xiàng)式變換函數(shù)對(duì)于局部形變(病人相關(guān)失真)的校正能力比較有限，主要描述的還是全局(掃描機(jī)器相關(guān))意義上的失真校正。 論文給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些方法在校正MRI幾何失真問(wèn)題上具有一定的效果。特別指出的是，由于本方法是一種基于圖像處理的方法，相對(duì)于MRI的其它校正方法具有更好的通用性，尤其在有些基于CT、MR圖像配準(zhǔn)的應(yīng)用中，該校正可以集成到圖像配準(zhǔn)過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是由于引