互信息方法在医学图像配准中的应用

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1、东南大学硕士学位论文摘要论文题名：互信息方法在医学图像配准中的应用硕士研究生姓名：陈晓燕导师姓名：舒华忠、於文雪学校名称：东南大学医学图像配准为医生利用多模态图像信息，提高医学诊断和治疗的准确性打下基础。本文主要探讨了基于互信息和梯度信息的图像配准方法，并将其应用于二维、三维医学图像配准。为了提高三维配准的效率，我们提出了一种新的基于DRR的间接三维图像互信息配准方法。论文首先探讨了二维医学图像的配准，以此作为我们研究的理论基础。对于二维医学图像配准，使用了结合图像的梯度信息和互信息的方法，并与单纯使用互信息的方法

2、进行比较，解决了单纯使用互信息时由于其不能包含图像的空间信息而出现局部极值的问题，在实验中得到了比较理想的结果。为了使给出的结果更有说服力，分别讨论了一阶互信息和二阶互信息的情况，实验结果都证实了该方法的可行性。随后，我们将基于互信息的方法应用于三维医学图像的直接配准，取得了较为满意的结果。为了提高三维图像的配准速度，我们引入了DRR的技术，通过改变光线跟踪的平行光入射角度，计算不同方向的DRR图像，然后用互信息方法配准二维DRR图像，获取原三维图像的匹配结果。与三维图像直接配准方法相比较，间接配准法可以提高配准速

3、度，结果也令人满意。该尝试提供了医学图像配准的一条新思路。关键词：医学图像互信息梯度信息多模态图像配准插值算法数字重建射线东南大学硕士学位论文AbstractTheregistrationmethodinmedicalimagecanprovidedoctorspossibilitytoutilizetheinformationofdifferentmodalmedicalimagesfromthesamepatient，SOthattheycananalysisanddiagnosisthediseaseindi

4、fferentwaysinordertoimprovetheaccuracyofmedicaldiagnosisgreatlyThisthesismainlyfocusedontheinvestigationofimageregistrationmethodbasedonmutualinformationandgradientinformation，andthenappliedittotheregistrationof2D，3Dmedicalimages．Inordertoimprovethe3Dregistrat

5、ionefficiency，wehaveintroducedanovelregistrationmethodbasedondigitallyreconstructedradiograph(DRR)．Wefirstdiscussedthe2Dmedicalimageregistrationtoformourbasictheory．Weutilizedthemethodcombiningmutualinformationandgradientinformationtomatch2Dimagesandgotsatisfi

6、edresult．Ourmethodcansolvetheproblemoflocalmaximumincomparisonwiththatusingonlymutualinformation．Wealsodiscussedthetwo-ordermutualinformation．Afterward，weappliedthismethodto3Dmedicalimagere#straaondiroctly,andasatisfiedresultwasgot．Inordertoimprovethespeedof3D

7、registration，weintroducedthetechniqueofDRR．Bychangingtheincidenceangleofraytrackingwecanmath3DimagesindirectlybymatchingthereconstructedDRRimages．Bycomparingwiththedirectmethodof3Dre西stration，thisindirectmethodhasbetterspeedandsatisfiedresulthasbeengot．Thisatt

8、emptsuggestedanewwayofmedicalimageregistrationKeywords：medicalimage，mutualinformation,gradientinformation,multi—modalityimageregistration,interpolation,digitallyreconstructedradiog