放射治療中的PET圖像和CT圖像異機(jī)融合研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像融合已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)圖像處理應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，腫瘤的放射治療是醫(yī)學(xué)圖像融合應(yīng)用的一大領(lǐng)域，圖像融合技術(shù)能夠?yàn)槟[瘤放射治療的靶區(qū)勾畫(huà)提供更精確的定位信息，在腫瘤的放射治療中應(yīng)用最多的是PET和CT圖像。 本文首先研究了一種靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放射治療精確定位裝置，分析了其中體部的CT掃描定位架和頭頸部定位框的原理和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，自行研究設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本合理的PET/CT掃描外基準(zhǔn)框架。設(shè)計(jì)為三塊有機(jī)玻璃板構(gòu)成的U字型結(jié)構(gòu)，包括

2、鑲嵌在每個(gè)有機(jī)玻璃板上Z字型凹槽中的Z字型軟塑料標(biāo)記管帶，Z字型軟塑料帶由外孔徑為0.6cm，內(nèi)孔徑為0.4cm的塑料圓形空心小管組成。用此設(shè)計(jì)可在PET和CT掃描時(shí)都能得到清晰的標(biāo)記點(diǎn)，對(duì)圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的空間定位。 在掃描外部基準(zhǔn)框架設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，研究了基于外部標(biāo)記點(diǎn)的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)算法。首先對(duì)圖像進(jìn)行簡(jiǎn)單分割的預(yù)處理，然后運(yùn)用基于模版匹配的相關(guān)檢測(cè)法識(shí)別圖像中用于配準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)的相應(yīng)坐標(biāo)，接著利用這些對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算剛體變換的矩陣

3、，實(shí)現(xiàn)圖像的精確配準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)帶Z字型標(biāo)記桿的外部基準(zhǔn)框架的設(shè)計(jì)及成像過(guò)程中對(duì)其和病人相對(duì)位置的嚴(yán)格限制，最大程度地減少成像中的誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于外部標(biāo)記點(diǎn)的配準(zhǔn)方法能有效地實(shí)現(xiàn)PET與CT的配準(zhǔn)，配準(zhǔn)精度較好。 為了改善PET圖像的空間分辨率，精確的對(duì)PET圖像中病變區(qū)域進(jìn)行解剖定位，最后本文在分析了PET和CT圖像特征的基礎(chǔ)上，提出了一種在小波域上運(yùn)用變分框架的PET/CT圖像融合方法。根據(jù)一般基于小波變換的圖像融合框架，

4、首先對(duì)待融合的PET/CT圖像進(jìn)行小波分解，然后在選擇圖像融合規(guī)則時(shí)，根據(jù)PET/CT圖像的特性，提出兩個(gè)基本融合假設(shè)，并在這兩個(gè)合理假設(shè)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于變分框架的能量泛函模型。利用小波的頻率分解特性，首先根據(jù)第一個(gè)假設(shè)在低頻域上對(duì)PET和CT圖像進(jìn)行加權(quán)平均的融合；然后根據(jù)第二個(gè)假設(shè)在高頻系數(shù)圖像上，根據(jù)圖像的幾何特征信息(曲率流)進(jìn)行圖像細(xì)節(jié)信息的融合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本文假設(shè)的合理性，在小波域上基于變分框架的圖像融合模型能夠提供更