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术中形变的肺部图像配准

作者:张涛 来源:解放军总医院
点击:1166次时间:2016-10-31 15:27:55
随着肺癌发病率增高和影像技术进步,越来越多的肺部磨玻璃结节得以检出。我们课题组从研究肺在术中的萎陷规律入手,借助肺部图像配准技术建立肺在膨胀和萎陷状态下的对应关系,以期藉此实现无创定位,下面结合我们课题组的工作就肺部图像配准进行剖析和探讨。

随着肺癌发病率增高和影像技术进步,越来越多的肺部磨玻璃结节得以检出。我们课题组从研究肺在术中的萎陷规律入手,借助肺部图像配准技术建立肺在膨胀和萎陷状态下的对应关系,以期藉此实现无创定位,下面结合我们课题组的工作就肺部图像配准进行剖析和探讨。


我们一般将图像配准分成形变模型、相似度度量、规则化方法以及优化策略四个部分。对于肺部图像的配准一般包括基于灰度和基于特征的方法。前者信息量大,计算复杂度大,但受灰度的影响小;而后者只需要对提取的特征点进行匹配,计算要求低,但性能受特征点匹配准确度以及特征点分布的制约。总体上说就是,特征点提取越稳定,特征点匹配越精确,特征点分布越均匀,最终的配准结果就越准确。

 

目前对于复杂的肺部图像配准,结合基于灰度和基于特征的方法越来越受到关注。即首先提取特征明显的特征点,将其对应的位移信息作为灰度信息的约束,然后再使用基于灰度的配准算法进行配准,此方法可以显著提高配准精度。为此,我们进行了基于SIFT特征的肺部非刚性配准的研究,经自制渐次肺萎陷动物模型数据库资料进行测试,证明此方法能够得到较好的配准结果。

 

图像配准是医学图像处理和分析的重要研究内容,是图像对比、数据融合以及目标识别的必要前提。肺在手术过程中发生萎陷,我们使用的基于SIFT特征的肺部非刚性配准方法能满足大多数情况下的肺萎陷过程。精确地配准肺部图像充满了挑战,是配准领域中一个重要的研究课题。