4D CT图像的肺部呼吸运动估计

摘要

四维计算机断层扫描(Four-dimensional computed tomography,4D CT)通过对病人多个呼吸周期进行连续扫描,可以提供肺部全方位的动态信息,对肺部肿瘤的诊断、跟踪和放疗具有重要的作用.本文提出了一种基于B样条形变模型的四维图像配准算法对病人肺部的呼吸运动进行估计.为了充分利用4D CT的时间连贯性信息,保证4D CT配准的稳定性,定义了一个新的图像相似性测度函数,并采用迭代的方法对变形场进行优化求解.实验中,通过和成对三维B样条配准算法进行对比来验证本文算法性能.实验证明:所提的4D CT形变配准算法更加精确和稳定,配准精度可以达到1.22±0.74 mm.最后作为应用,对7位病人吸气末相位到呼气末相位的呼吸运动进行估计,并给出了统计结果.