有剛體約束的非剛體配準(zhǔn).pdf

1、伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，高科技醫(yī)療影像設(shè)備的不斷涌現(xiàn)為醫(yī)療現(xiàn)代化提供了越來越多的幫助。在X射線斷層掃描(CT)，核磁共振(MR)等人體解剖結(jié)構(gòu)成像技術(shù)日趨完善的同時(shí)，功能性核磁共振(fMRI)、正電子放射斷層掃描(PET，Positron Emission Tomography)以及單光子放射斷層掃描(SPECT,Single Photon EmissionCT)等功能性、代謝性成像技術(shù)正逐漸地被人炎廣泛地采用。它們?yōu)榕R床醫(yī)療診斷，計(jì)

2、算機(jī)輔助手術(shù)與治療等工作提供了高質(zhì)量的解剖和功能信息支持，大大提高了人類對自身的認(rèn)知并從而提高了全民醫(yī)療健康水平。然而，在醫(yī)學(xué)圖像中廣泛使用的非剛體配準(zhǔn)，通常把所有的組織都當(dāng)作非剛體對象來處理，而不考慮不同類型組織的剛體性。如果像骨頭之炎的剛體組織出現(xiàn)在配準(zhǔn)過程中，這些算法將不能保留這些剛體對象的剛體性。保留對象的剛體性，不僅對于是剛體的組織是用的，它在其它案例中也是非常有用的。如果配準(zhǔn)的兩個(gè)貼幅圖像中有些組織結(jié)果發(fā)生了大小的變化，那么

3、保留這些諸如在不同的時(shí)間序列圖像中的腫瘤生長的圖像之間的差異是有用的。傳統(tǒng)的非剛體配準(zhǔn)是將兩幅圖像配準(zhǔn)到同樣大小，沒有差別。那么諸如腫瘤變化之類的信息就會被隱藏，但是保留腫瘤對象的剛體性就能阻止這些信息的丟失。 本文提出了一個(gè)新的在執(zhí)行配準(zhǔn)過程中保持所需對象剛體性的方法。這個(gè)方法是通過修改基于B樣條的自山模式運(yùn)動(dòng)來得到一個(gè)剛體約束的。在那之后，這個(gè)方法被應(yīng)用到頸椎配準(zhǔn)中.使用頸椎的特性，同時(shí)將這個(gè)方法應(yīng)用到頸椎配準(zhǔn)過程中。

4、 本文的主要工作包括下面幾個(gè)方面： 1.首先討論和比較了備種有剛體約束的非剛體配準(zhǔn)方法。有剛體約束的非剛體配準(zhǔn)方法被分為兩類：通過修段相似度測量的方法和通過修改變換的方法。 2.經(jīng)過前面的方法討論，本文提出了新的有剛體約束的非剛體配準(zhǔn)方法。B樣條的控制點(diǎn)能夠分為剛體部分控制點(diǎn)和自山運(yùn)動(dòng)部分控制點(diǎn)。所有的剛體對象控制點(diǎn)是在一起變換的，這些控制點(diǎn)的位移是通過這些控制點(diǎn)的剛體變換的位移的前后差異得到的。因?yàn)?，如果對剛體部分的

5、控制點(diǎn)簡向外擴(kuò)展兩個(gè)，會擴(kuò)大剛體運(yùn)動(dòng)部分的面積，本文在這個(gè)方法中也使用了非均勻樣條來減少擴(kuò)大的剛體面積。 3.頸椎的特性和剛體約束的非剛體配準(zhǔn)算法被用來處理多級的頸椎配準(zhǔn)。首先從預(yù)分割的頸椎骨頭中，提取頸椎的中心點(diǎn)，然后利用多次曲線擬合米給骨頭周圍的非剛體組織變換得初始值。然后，分別各個(gè)骨頭塊分別進(jìn)行配準(zhǔn)，然后用這個(gè)結(jié)果來給骨頭塊上的控制點(diǎn)設(shè)置初始參數(shù)。取得一個(gè)初步結(jié)果以后，然后采用剛體約束的非剛體配準(zhǔn)方法來做進(jìn)一步配準(zhǔn)，直到得