心肌灌注核磁共振圖像配準(zhǔn)研究.pdf

1、心臟磁共振(Cardiac Magnetic Resonance,CMR)成像,尤其是心肌灌注核磁共振成像(Myocardial perfusion imaging),由于其在心臟功能性檢查方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　灌注圖像中心臟的位置和形狀會(huì)隨著呼吸、移動(dòng)和心跳而發(fā)生改變。配準(zhǔn)就成為進(jìn)一步圖像處理的必要前提。灌注圖像的灰度會(huì)隨著造影劑在心腔中的流動(dòng)而變化,使得單純依靠灰度信息的算法很難應(yīng)用。灌注圖像質(zhì)量不高

2、,使得基于特征的配準(zhǔn)方法很難得到穩(wěn)定的配準(zhǔn)特征。
　　基于此,本文提出了綜合使用圖像增強(qiáng)、剛性和非剛性配準(zhǔn)相結(jié)合的算法。首先,采用混合圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)心臟結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。然后使用基于歸一化互相關(guān)的多分辨率和多層次的剛性配準(zhǔn)算法矯正呼吸和移動(dòng)造成的較大范圍的移動(dòng)。
　　之后,使用馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)(Markov Random Field,MRF)模型對(duì)圖像進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)以矯正仍然存在的彈性形變。在馬爾科夫能量函數(shù)中對(duì)圖像塊進(jìn)行歸一化,

3、以消除兩幅圖像的灰度差異對(duì)配準(zhǔn)的影響。同時(shí),為了保證結(jié)果連續(xù)平緩,在能量函數(shù)中使用了分段連續(xù)的約束條件。
　　為了消除序列圖像配準(zhǔn)時(shí)積累誤差的產(chǎn)生,對(duì)灌注圖像序列中的每幅圖像計(jì)算一幅對(duì)應(yīng)的偽真實(shí)(Pseudo Ground Truth,PGT)圖像,并將這幅偽真實(shí)圖像作為配準(zhǔn)模板。通過(guò)將灌注圖像與其對(duì)應(yīng)的偽真實(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn),減小了積累誤差對(duì)序列圖像配準(zhǔn)中的影響。
　　針對(duì)本文提出的配準(zhǔn)算法,進(jìn)行了詳盡的對(duì)比和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)