基于新型相似性測度的醫(yī)學圖像非剛體快速配準算法研究.pdf

1、近年來，醫(yī)學圖像配準算法作為一個非常重要的技術，已經(jīng)逐漸被運用在了輔助醫(yī)生診斷復雜病癥中。為了提高手術成功率，加快手術進程，幫助醫(yī)生更好地制定手術計劃和病灶診斷，常常需要利用醫(yī)學圖像配準技術把各種互補模式的醫(yī)學信息融合在一起。醫(yī)學圖像配準技術可以幫助醫(yī)生在臨床手術、計算機輔助虛擬手術等各種應用中增強現(xiàn)實，讓醫(yī)生在手術中實時而準確地定位手術病灶區(qū)域，降低了手術風險，從而讓手術得以快速而順利地完成。 為了滿足日益增長的臨床或是虛擬手

2、術需求，高精度、高效率和全自動的多模態(tài)醫(yī)學圖像配準算法是不可或缺的。本文致力于研究新型的快速自動配準算法框架，對傳統(tǒng)配準算法框架中的各個組成模塊進行改進，并成功地提出了一種基于支持向量機的新型相似性測度的配準算法。該新型算法在保證算法精度的同時，還提高了配準過程中的效率。實驗表明，相對于傳統(tǒng)的配準算法，本文提出的新型配準算法是高效而快速的，并適合于非剛體配準等多種應用，體現(xiàn)出良好的魯棒性和可擴展性。 本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：

3、 1．討論了醫(yī)學圖像配準算法的組成、分類，以及各種常用算法。其中主要包括配準算法預處理，變換，插值方法，相似性測度評價以及優(yōu)化策略等算法的研究和分析。 2．分析了配準算法框架中插值模塊對相似性測度的影響。在此基礎上提出了改進的插值算法，增加了相似性測度分布函數(shù)的光滑性，得以加快配準的優(yōu)化過程。 3．本文把新型相似性測度分為兩個階段，并形成了新型的快速配準算法框架。通過使用支持向量機方法，可以利用變換矩陣的參數(shù)和先

4、驗相似測度之間的關系，來逼近實際相似測度的分布。再使用改進的優(yōu)化算法，在此估計分布中得到一個全局最優(yōu)參數(shù)，變換待配準數(shù)據(jù)完成配準。 4．非剛體配準應用中，本文通過使用多分辨率策略巧妙地選擇控制點。經(jīng)過具有重采樣技術的預處理過程后，使用了自由形變變換方法，對控制點的參數(shù)進行調整。最終達到局部形變，增加了配準結果的精度。 5．本論文的新型算法成功運用于三維/三維，三維/二維剛體和非剛體的全自動配準應用中。通過與傳統(tǒng)配準算法的