MRI幾何失真校正的研究.pdf

1、磁共振成像(MRI)具有良好的軟組織分辨率，無電離輻射，無骨偽影干擾等優(yōu)點，其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是，MRI固有的幾何失真降低了影像的空間精確性，限制了它在精確診斷與治療中的應(yīng)用。因此，在進(jìn)行上述應(yīng)用之前，必須對MRI存在的幾何失真進(jìn)行校正。 目前許多研究都嘗試通過設(shè)計特定的幾何體模并結(jié)合計算機(jī)軟件進(jìn)行掃描系統(tǒng)相關(guān)失真的檢測和校正，該方法已廣泛應(yīng)用于臨床實踐。但是通過這種方法校正后得到的MRI仍然存在數(shù)值較大的幾何變

2、形，況且這種固定不變的校正程式可能無法反映設(shè)備性能隨時間的變化和具體成像環(huán)境、參數(shù)的差異，給一些基于精確影像的應(yīng)用如神經(jīng)外科手術(shù)和精確放射治療等帶來隱患。為此，本文提出了一種基于圖像后處理的方法，進(jìn)一步校正磁共振成像中的各種失真。該方法的基本思想是將MRI與具有共同解剖結(jié)構(gòu)且基本不存在幾何失真的CT圖像進(jìn)行非線性配準(zhǔn)，通過兩種模態(tài)圖像內(nèi)在特征點的對齊或圖像灰度的互信息最大化來提高M(jìn)RI的幾何精度。 在運用基于圖像內(nèi)部特征點的方法

3、進(jìn)行非線性配準(zhǔn)校正的過程中，論文采用彈性樣條函數(shù)作為校正時的變換函數(shù)，引入平滑參數(shù)λ來降低標(biāo)記點定位偏差對配準(zhǔn)結(jié)果的影響。該方法在校正全局形變(掃描機(jī)器相關(guān))的同時可以達(dá)到較好的局部(病人相關(guān)失真)校正效果，但是它需要手工提取對應(yīng)點集，帶來了人為誤差。在運用基于灰度互信息的方法進(jìn)行非線性配準(zhǔn)校正的過程中，采用了可近似描述MRI失真的多項式變換函數(shù)作為校正時的變換函數(shù)，并使用最大歸一化互信息作為配準(zhǔn)校正的相似性測度。該方法不需要提取圖像特

4、征，直接對像素灰度進(jìn)行處理，可以實現(xiàn)全自動的配準(zhǔn)校正，但是多項式變換函數(shù)對于局部形變(病人相關(guān)失真)的校正能力比較有限，主要描述的還是全局(掃描機(jī)器相關(guān))意義上的失真校正。 論文給出的實驗結(jié)果表明，這些方法在校正MRI幾何失真問題上具有一定的效果。特別指出的是，由于本方法是一種基于圖像處理的方法，相對于MRI的其它校正方法具有更好的通用性，尤其在有些基于CT、MR圖像配準(zhǔn)的應(yīng)用中，該校正可以集成到圖像配準(zhǔn)過程中來實現(xiàn)。但是由于引