心脏弥散张量磁共振图像弹性配准的研究

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1、论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：Author'ssignature：Supervisor’ssignature：ExternaIReviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：DateoforaIdefence：3瞅一暇一浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是奉人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包禽为获得．监盘堂或其他教育机构的学位或证书衙使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。⋯⋯虢嵌藉一肌础年；月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘鲎有权保箭并l句国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权迸鎏盘堂可以将学位论文的伞部或部分内容编入有关数据库迸行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯一虢袁签字日期：2纠孕年乡月导师签名77臼签字H期．矽，午年3月

3、7日致谢2011年的9月，我进入求是园，在西子之滨开始了为期两年半的研究生岁月．时光飞逝，岁月荏苒，两年半的时间转瞬即逝。在过去两年半的时光中，这片土地上的人、物都在我内心留下了深刻的烙印，也将“求是精神”深深地刻入了我的人格。明年四月月，我即将离开心爱的玉泉，在即将完成毕业论文之际，我也想借此机会向那些在求学期间在学术上、生活上给予过无私帮组的老师、同学及亲朋好友表达我由衷的感谢．首先，我想感谢夏灵教授。2010年秋天我有幸被保送到浙江大学生物医学工程专业攻读硕士研究生，并再次幸运地被夏灵教授选择成为周亦卿楼506实验室的一员。我很荣幸能够得到夏灵教授的指导，他严

4、谨的治学风格、宽厚敦实的品格都深深地影响了我的研究工作。对此，我非常感谢夏灵教授给予的指导与帮组。其次，我想感谢实验室的各位师兄师姐、师弟师妹，是他们在我陷入困惑的时候指给我前景的方向，教我克服困难的办法。感谢龚莹岚、邵汀汀、邓冬冬、臧蕴亮、詹何庆、何为、程艺苑、康礼义、孔霞、陈智峰、赵慧钰、苏红莲、刘海鹏、高原、马倩婷、吴政红等同学。最后，我要感谢我的父母，是他们将追求卓越的远大志向深深地植入我的内心，教会我不断克服困难取得新的成绩，在物质上、精神上给我以坚强的后盾。谢谢你们!吴涛2014-1-2于浙江大学求是园摘要生物体的组织结构会对其中的水分子弥散运动造成影响

5、，反过来水分子的弥散运动反映了所处位置的组织特性。弥散张量磁共振成像(DT．M砌)在磁共振成像的基础上利用多于六个的非线性相关方向梯度磁场检测组织内水分子在这些方向上的弥散速率，在此基础上计算出水分子的弥散张量，用以研究这些组织内部的精细结构。当前DT．M刚技术被广泛地应用于研究脑白质神经纤维，而较少涉及心脏领域。心脏疾病的高发使得对心脏结构特征与疾病的发病机理的研究变得越发迫切。与脑图像刚性特征不同，心脏处于永不停歇的运动状态，这使得利用心脏图像进行疾病的诊断严重依赖于医生的经验和专业知识，所得结果也有较大误差。为更好地对比不同心脏弥散张量图像所反映的信息从而为诊

6、断提供强有力的支撑，就需要对心脏弥散张量进行配准，从而使其达到空间对准。心脏的收缩、舒张是一个复杂的不规则运动，这种不规则性使处于不同状态的两个心脏之间存在较大的形变。单纯利用参数模型，如刚性变换、仿射变换、投影变换都不能很好地描述两者之间的这种差异．心脏各部位的形变程度不同使得对心脏图像的配准需要分解为局部区域．为此，本文利用基于B样条的自由变换模型来对局部差异进行描述，得到局部范围内的形变场，通过挨个地进行局部配准达到最终的配准目的。为了在配准精度与速度之间取得平衡，本文使用金字塔模型将整个的配准分割为一个由粗到精的过程，提高了配准的精度和速度。得到配准结果后，

7、使用保持主向量方向PPD策略对张量进行重定向以使张量主向量的方向与所在位置的周围组织方向保持一致。本文使用这种方法对心脏的二维弥散张量图像进行了配准获得了比较好的结果，并为将来进一步的研究打下了基础。关键词：弥散张量磁共振配准B样条自由变换模型重定向II浙江大学硕士学位论文ABSTRACTThestructureoftissuecanaffectwatermolecules’diffusion．Conversely，thediffusemovementofwatermoleculescanalsoreflecttissue’structure．Diffusion