基于多模态的前列腺图像非刚性配准

摘要

前列腺是男人重要的腺体，影响着男人的身体健康和生活幸福。前列腺癌是男性的生命杀手，给患者造成了巨大的痛苦。前列腺癌是指在前列腺出现的癌症，会造成疼痛，排尿困难等症状，严重时可导致患者死亡。在欧美发达国家，前列腺癌在男人癌症疾病中造成的丧生率位居第二，仅仅低于肺癌。在我国，由于老年人增多，这几年患病率也持续攀升。
　　放射治疗是前列腺癌的主要医治办法之一，基本原理是利用放射性物质来杀死肿瘤细胞。临床上采用的技术是图像引导放射治疗，在病人医治过程中通过医疗检查仪器对肿瘤及前列腺正常器官实行持续的观测。在此过程中就需要对前列腺图像进行配准以便确认病人的摆位和肿瘤的跟踪。前列腺MRI成像分辨率极佳，前列腺CT成像逼真，清晰，解剖关系明确，在放疗过程中需要对这两种模态的图像进行配准。由于前列腺属于软组织，不同时期的形状容易发生变形，不适合进行刚性变换，因此，要对图像进行非刚性配准。跟影像的刚性配准对比，非刚性配准在医疗影像学还是方兴未艾的课题。本文关于前列腺多模态影像非刚性配准算法所做的工作主要如下：
　　1.提出了一种基于混合模型的多模态前列腺图像非刚性配准算法，这种方法先是分割出前列腺的目标区域，对目标区域实行配准。配准时，在传统的Demons算法的基础上，采用多分辨策略，由粗到细进行配准，然后结合B样条理论，模拟图像的局部形变，再采用最速下降法进行参数寻优，通过插值得到最终的配准图像。
　　2.提出了一种改进能量函数的Demons算法对多模态前列腺图像实行非刚性配准，这种方法在传统的Demons算法的基础上，利用图像的空间邻域信息，结合最大后验概率-马尔科夫随机场框架，利用马尔科夫随机场和吉布斯分布的等价性，构建了一个新的能量函数，求解变换矩阵，再通过双线性插值得到配准图像。
　　3.提出了一种基于变换矩阵迁移的快速前列腺图像非刚性配准方法。本方法针对配准算法的耗时问题，首先以两幅图像作为基准图像，用Demons配准算法求解出它们之间的变换矩阵，在对其他图像进行配准时，直接将得到的变换矩阵映射到浮动图像，得到映射后的图像，再根据参考图像进行调整，使用薄板样条插值方法对浮动图像实行插值处理，最终获取配准后的图像。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 前列腺CT影像和MRI影像

1.3 医学图像配准技术

1.4 国内外研究现状

1.5 论文的主要工作和内容安排

第二章 基于混合模型的多模态前列腺图像非刚性配准

2.1 引言

2.2 基于混合模型的多模态前列腺图像非刚性配准

2.3 实验结果及分析

2.4 本章小结

第三章 改进能量函数的Demons算法前列腺图像非刚性配准

3.1 引言

3.2 改进能量函数的Demons算法前列腺图像非刚性配准

3.3 实验结果及分析

3.4 本章小结

第四章 基于变换矩阵迁移的快速前列腺图像非刚性配准

4.1 引言

4.2 基于变换矩阵迁移的快速前列腺图像非刚性配准

4.3 实验结果及分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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