多模態(tài)骨腫瘤圖像的配準(zhǔn)技術(shù)及應(yīng)用.pdf

1、骨腫瘤是發(fā)生于骨骼或其附屬組織（血管、神經(jīng)、骨髓等）的腫瘤，是一種常見病。骨腫瘤有良性，惡性之分。良性骨腫瘤易根治，預(yù)后良好。惡性骨腫瘤發(fā)展迅速，預(yù)后不佳，死亡率高。目前最有效的治療手段就是手術(shù)切除，但若腫瘤切割不凈，則很容易復(fù)發(fā)，且惡化程度更高，發(fā)展更快。因此，如何更早的發(fā)現(xiàn)腫瘤以及精確地確定腫瘤的空間位置和區(qū)域，對于腫瘤及時(shí)和徹底治療具有很重要的意義。
　　本課題研究的骨腫瘤為脊柱處腫瘤。傳統(tǒng)的x線平片對鎖骨、肩胛骨、脊柱和顱

2、底等解剖結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、組織重疊較多的部位顯示頗為困難，增加了診斷的難度。本課題對脊柱骨腫瘤的正電子發(fā)射斷層掃描儀（PositronEmissionTomography，PET）/計(jì)算機(jī)斷層掃描（ComputerTomography，CT）/核磁共振成像（NuclearMagneticResonanceImaging，MRI）三種模式圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，來對腫瘤進(jìn)行診斷。PET/CT/MRI能比x線更早地發(fā)現(xiàn)腫瘤。PET能直接反映人體生物代謝，更

3、確切表達(dá)體內(nèi)生化、生理和病理狀況，可以近似顯示骨腫瘤的邊界大小等。CT以其橫斷面成像和優(yōu)良的密度分辨率在顯示骨腫瘤的征象上較x線平片有突出的優(yōu)勢，對骨腫瘤在骨中的邊界可以很好地顯示。MRI可以任意切面成像且軟組織分辨率高，可以顯示腫瘤是否侵蝕鄰近的脂肪、肌肉、其他臟器，從而確定骨腫瘤在軟組織中的邊界。因此，將PET/CT/MRI進(jìn)行配準(zhǔn)融合，可以及早發(fā)現(xiàn)腫瘤，并確定骨腫瘤的位置和邊界。
　　本課題先對骨腫瘤的CT和MRI圖像進(jìn)行配

4、準(zhǔn)，然后將PET與CT/MRI的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行融合。課題中選擇的變換方法為B樣條法，B樣條屬于非剛性變換，精度較高，且B樣條具有局部可控性，可以對腫瘤部位進(jìn)行精確配準(zhǔn)。由于配準(zhǔn)方式為多模態(tài)配準(zhǔn)，故度量準(zhǔn)則選取基于概率的互信息法(Mutualinformation,MI)。最后采用聯(lián)合熵對配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了客觀評估，并請資深醫(yī)生來對配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行“雙盲”評價(jià)，均得出了配準(zhǔn)結(jié)果較好的結(jié)論。由于沒有現(xiàn)成的平臺用于配準(zhǔn)，本文將ITK(InsightSe