醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)中的相似性測度研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的蓬勃發(fā)展為臨床提供了大量實用的解剖及功能方面的影像數(shù)據(jù)。臨床上常常需要配準(zhǔn)并融合同模態(tài)或者不同模態(tài)的醫(yī)療圖像,以獲取更全面的病患信息,指導(dǎo)臨床診斷和治療。醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)技術(shù)就成了目前醫(yī)學(xué)圖像處理和分析中基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù),具有重要的臨床應(yīng)用價值[1][2],而配準(zhǔn)的相似性測度直接決定了配準(zhǔn)的魯棒性和有效性。
　　 本文對剛體圖像、序列剛體圖像以及非剛體圖像現(xiàn)有的配準(zhǔn)方法中的相似性測度進(jìn)行了研究,針對其存在的不足,提出了適

2、用于各種配準(zhǔn)應(yīng)用的新方法。本文的主要內(nèi)容包括:
　　 針對剛體醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)的相似性測度進(jìn)行了研究。為提高其配準(zhǔn)魯棒性,本文提出了一種新的自適應(yīng)指數(shù)加權(quán)的互信息(Adaptive Exponential WeightedMutual Information,AEWMI)測度,該測度通過對互信息測度[3][4][5]進(jìn)行指數(shù)加權(quán)可以提高測度曲線的峰值尖銳性和平滑性;通過評估待配準(zhǔn)圖像的質(zhì)量和分辨率大小來自適應(yīng)確定指數(shù)權(quán)值,進(jìn)一步提高

3、了配準(zhǔn)測度的魯棒性和普適性。仿真實驗結(jié)果表明,基于本文所提測度的配準(zhǔn)方案,對圖像噪聲、分辨率差異等有較高的魯棒性,且可有效地提高配準(zhǔn)的成功率。
　　 針對序列醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法中的相似性測度進(jìn)行了創(chuàng)新。傳統(tǒng)的序列圖像配準(zhǔn)方法大多基于兩幅圖像的配準(zhǔn)方法[6],并且在低信噪比的情況下面臨著魯棒性問題。為解決此問題,本文提出了一種全新的適用于序列圖像配準(zhǔn)的相似性測度——歸一化高階互累積量系數(shù)(Normalized Higher-orde

4、r Cross-cumulant Coefficient,NHCC)。分析表明:本文提出的NHCC測度不僅可以同時敏感多幅圖像之間的相關(guān)程度,而且能免疫加性高斯噪聲對配準(zhǔn)的影響。仿真和實驗結(jié)果驗證了該測度的有效性和優(yōu)越性。
　　 針對非剛性空間變換的數(shù)字減影圖像(Digital Subtraction Angiography,DSA)配準(zhǔn)[7][8],本文提出了一種新的基于塊圖像內(nèi)容自適應(yīng)選擇相似性測度的匹配方法。它根據(jù)DSA圖