放療中形變圖像及2D-3D圖像配準算法研究.pdf

1、在放療過程中，病人呼吸、臟器蠕動及體位移動會使靶區(qū)位置發(fā)生偏移，圖像引導放射治療利用生物影像技術對病人擺位及靶區(qū)位置進行實時的跟蹤，最大限度地降低病人擺位誤差和器官位移誤差，將采集的病人圖像進行配準來確定靶區(qū)位置，有效地避免劑量照射到正常組織。形變圖像配準和二維與三維(2D-3D)圖像配準是放射治療的關鍵技術，能夠精確地確定靶區(qū)位置以及病人擺位。
　　形變配準可以對放射治療過程中解剖組織部位的退縮和位移等變化情況進行快速地確定，利

2、用形變配準參數(shù)判斷組織器官的移動對于劑量的影響程度，從而指導指導靶區(qū)的勾畫以及放療計劃的制定。2D-3D圖像配準是將放療前的體數(shù)據(jù)與放療中的X線圖像進行配準，通過配準參數(shù)指導治療床以及病人的擺位，保證放射治療的實時性和準確性。本文對形變圖像以及2D-3D圖像配準作了研究，通過研究仿射變換與B樣條自由形變的形變圖像配準，對算法的性能和準確度做了改進;實現(xiàn)了基于梯度與模式強度的2D-3D醫(yī)學圖像配準的相似性測度，討論了模式強度相似性測度的計

3、算原理和過程，并對計算的過程做了簡化。本文主要作了如下研究:
　　分析了放射治療中形變圖像配準和2D-3D圖像配準的研究背景、意義以及研究現(xiàn)狀。針對形變圖像和2D-3D圖像配準中存在的精確度低和運算時間長等問題，對配準算法進行了相應的改進。
　　研究了基于B樣條自由形變的形變圖像配準。采用仿射變換作為全局配準的粗配準以及B樣條自由形變作為局部配準的精確配準，同時為了提高配準精確度以及降低計算復雜度，引入了多分辨率策略，對單模