三维多模医学图像配准系统的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第2期上海交通大学学报VO1．37NO．22003年2月JOuRNALOFSHANGHAI儿AOTONGUNIVERSITYFeb．2003文章编号：1006—2467(2003)02—0228—04三维多模医学图像配准系统的设计秦斌杰，庄天戈(上海交通大学生物医学工程系，上海200030)摘要：在基于体素灰度的医学图像配准领域，采用全新的相关比相似性测度作为配准的测度准则，对多分辨率加速配准方案中涉及的几何变换选取、重采样、多分辨率体数据表达及最优化方法进行了设计分析．利用文中提出的多分辨率配准系统，对磁共振图像(

2、MR)和CT、MR和正电子发射断层扫描(PET)临床医学图像进行配准，得到了较满意的效果，配准速度有了很大的提高．关键词：医学图像配准；相关比；多分辨率；相似性测度中图分类号：TP391文献标识码：AMulti-ResolutionRegistrationSystemDesignfor3DMulti-ModalMedicalImagesQINBin—fie，ZHUANGTian—ge(Dept．ofBiomedicalEng．。ShanghaiJiaotongUniv．。Shanghai200030，China)Abstract：Anewcorrelationratios

3、imilaritymeasureforvoxelintensitybasedmedicalimageregistrationwasadoptedintheregistrationsystemdesign．Detaileddiscussiononthemethodsofrigidtransformation，resampling，multi—resolutionmedicalimagerepresentationandoptimizationforacceleratedmulti—resolu—tionschemewasalsogiven．Theexperimentalre

4、sultsbasedonclinicalmulti—modalmedicalimagesshowthattheproposedmulti—resolutionmedicalimageregistrationsystemworkswellandisfasterthanmostexistingdirectvoxelintensitybasedregistrationmethodsunderclinicalscenario．Keywords：medicalimageregistration；correlationratio；multi—resolution；similarity

5、measure医学图像配准的实质是研究待配准两组医学图具有坚实可信的信息论理论基础，同时它对待配准像之间的相似性【1]．基于体素灰度的配准方法中，应的图像灰度之间所作的关系假设较少．但基于互信用最为广泛和成功的相似性测度是互信息【2]．最近息的配准方法在处理体素灰度值时，忽略由体素灰几年，相关比(CorrelationRatio)【3相似性测度日益度值传递的空间位置信息，在得到几何变换的优化成为更加有力的工具．医学图像配准的三维体数据过程中容易陷入局部最优．而基于相关比相似性测量很大，算法花费时间很长．同时，实际医学图像数度进行多模医学图像配准时，考虑了体素在表现人据是截

6、断的，它们所表现的组织结构形态及功能信体组织结构时的一定灰度值范围的近似量化，在配息不完整．因而适用于临床的多模医学图像配准算准过程中，易于保证得到全局最优值口]．本文利用相法，实现时要求全自动、快速、鲁棒性好和精确度高．关比相似性测度，设计出新的多分辨率、全自动的多互信息被广泛应用于医学图像配准，是因为它模医学图像配准系统MedReg，能够实现鲁棒性好、精确性高的医学图像配准效果．收稿日期：2001—12-20基金项目：上海市科学发展基金资助项目(985107016)1相关比相似性测度的表达作者简介：秦斌杰(1971一)，男，江苏海门人，博士生，主要从事计联合灰度直方图

7、在图像配准中是一个重要的概算机辅助外科手术的研究．维普资讯http://www.cqvip.com第2期秦斌杰，等：三维多模医学图像配准系统的设计229念，从联合灰度直方图的计算中可以得到对应特定实际配准时，待配准的医学图像被定义在体素参考图像灰度值为、C浮动图像灰度值为c的坐标系下，每个体素的偏历计算是以(．，k)为体素体素分布概率：坐标值进行访问的，这里i对应医学图像坐标轴P()一∑P(m，f)，P(f)一∑P(m，f)方向的列数，对应Y坐标轴方向的图像行数，k对应z坐标轴方向的图像片层数，体素坐标系的原点其中，P(，c)