医学图像处理专题讨论 医学图像配准medical image registration

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1、医学图像配准MedicalImageRegistration医学图像处理专题讨论Saturday,June12,2021医学图像信息研究中心一、配准的基本概念二、配准的临床应用三、配准的核心框架四、医学图像配准的分类五、关键技术讨论内容提要一、配准的基本概念医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种或者一系列的空间变换，使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。一致是指人体上的同一解剖点或者至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。保持不动的图像叫参考图像；做变换的图像称作浮动图像。一、Basicconcepti

2、onofregistrationImageregistration,alsocalledimagematchingoralignment,isaprocesstoregisteroneimagetoothers,sothatthetransformationmatrixbetweentwoofthemaredeterminedsothattheyarecorrespondingeachotherinspace.Imageregistrationistheprocessofestimatinganoptimaltransforma

3、tionbetweentwoimages.一、配准的基本概念q=T(p)R：参考图像，F：浮动图像，T:变换T’=argmaxS(R,T(F))T一、配准的基本概念第二幅图像中少了一部分，原因可能是：成像设备，成像模式差别病变组织发生变化（如术前，术后）不同对象的成像一、配准的基本概念四种基本的变换刚体变换仿射变换投影变换弯曲变换二、配准的临床应用两个时期的同种类图像比较病灶生长情况；治疗效果分析；动——静对比收缩——舒张对比发作——间歇对比对某一病人二、配准的临床应用数字减影血管造影Digitalsubtractionangi

4、ography，DSA1977年．Nudelman成功地获得了第一张DSA影像<<脑血管疾病--MR.CT.DSA.与临床>>二、配准的临床应用LiQiang,etc,Improvedcontralateralsubtractionimagesbyuseofelasticmatchingtechnique,Med.Phys.27.8.,August2000(a)箭头所指为节结二、配准的临床应用于劲：基于特征的肝脏病理切片显微图像拼接（硕士论文）二、配准的临床应用多模态图像融合疾病诊断放射治疗计划外科手术导航系统对某一病人图像与物

5、理世界配准2005年，北美核医学年会的最佳图像奖：三维立体图像融合图像二、配准的临床应用PET显示食道癌二、配准的临床应用罗述谦，医学图像处理与分析二、配准的临床应用二、配准的临床应用图像与图谱的比较不同人被试图像与典型正常人相同部位的图像比较：——确定是否正常被试图像与一些疾病的典型图像对比：——确定患者是否同类Talairach脑图谱Ono脑沟回图谱哈佛全脑图谱二、配准的临床应用三维重建虚拟数字人三、配准的核心框架变换：Transform度量：Metric优化:Optimizer插值：InterpolatorRegistra

6、tionistreatedasanoptimizationproblemwiththegoaloffindingthespatialmappingthatwillbringthemovingimageintoalignmentwiththefixedimage.三、配准的核心框架3.1变换刚性变换仿射变换透视或投影变换非线性变换（弯曲变换）三、配准的核心框架3.2插值插值的原因：分辨率不同图像变换引起的像素点不对应三、配准的核心框架3.2插值插值方法：最近邻插值线性插值B样条插值WindowedSinc插值三、配准的核心框架3.

7、3配准程度的度量可能是配准框架中最关键的部分选择度量方法与要解决的配准问题有关•Meansquares•Normalizedcorrelation•Meanreciprocalsquareddifference•MutualinformationbyViolaandWells•MutualinformationbyMattes•KullbackLieblerdistancemetric•Normalizedmutualinformation•Meansquareshistogram•Correlationcoefficienth

8、istogram•CardinalityMatchmetric•KappaStatisticsmetric•GradientDifferencemetric三、配准的核心框架3.3配准程度的度量三、配准的核心框架3.4优化•Amoeba:Nelder-Meade