放射治療中的PET圖像和CT圖像異機融合研究.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，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)能夠為腫瘤放射治療的靶區(qū)勾畫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)行實驗驗證，自行研究設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本合理的PET/CT掃描外基準(zhǔn)框架。設(shè)計為三塊有機玻璃板構(gòu)成的U字型結(jié)構(gòu)，包括

2、鑲嵌在每個有機玻璃板上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)計可在PET和CT掃描時都能得到清晰的標(biāo)記點，對圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的空間定位。 在掃描外部基準(zhǔn)框架設(shè)計的基礎(chǔ)上，研究了基于外部標(biāo)記點的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)算法。首先對圖像進(jìn)行簡單分割的預(yù)處理，然后運用基于模版匹配的相關(guān)檢測法識別圖像中用于配準(zhǔn)的標(biāo)記點的相應(yīng)坐標(biāo)，接著利用這些對應(yīng)點的坐標(biāo)計算剛體變換的矩陣

3、，實現(xiàn)圖像的精確配準(zhǔn)。通過對帶Z字型標(biāo)記桿的外部基準(zhǔn)框架的設(shè)計及成像過程中對其和病人相對位置的嚴(yán)格限制，最大程度地減少成像中的誤差。實驗結(jié)果表明基于外部標(biāo)記點的配準(zhǔn)方法能有效地實現(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，根據(jù)PET/CT圖像的特性，提出兩個基本融合假設(shè)，并在這兩個合理假設(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)第一個假設(shè)在低頻域上對PET和CT圖像進(jìn)行加權(quán)平均的融合；然后根據(jù)第二個假設(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。實驗結(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