【摘 要】
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肿瘤临床放疗计划通常需要同时使用PET(positron emission tomography)、CT(computed tomography)和MRI(nuclear magnetic resonance imaging)影像对肿瘤及其危及器官进行高
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肿瘤临床放疗计划通常需要同时使用PET(positron emission tomography)、CT(computed tomography)和MRI(nuclear magnetic resonance imaging)影像对肿瘤及其危及器官进行高精度的定位。这三种不同影像是由不同成像原理得到,CT成像有较高的分辨率,能清楚地显示出体内脏器、骨骼的解剖结构,但不能显示功能信息;MRI同样有较高的分辨率,其能够很好的体现出软组织结构;PET是对活机体的生物化学显像,反映了机体的功能信息,但是图像模糊,不能清楚地反映形态结构。不同模态影像有各自的优缺点,但目前还没有一种成像系统能够同时获取这三种影像,因此需要在使用之前,对PET/CT/MRI影像进行高精度的配准。本文设计、开发了一个PET/CT/SCT/MRI影像配准与评估软件系统。该系统为临床放疗医师提供一个操作方便、界面友好、智能化程度高的操作平台,实现了三维PET/CT、SCT和MRI影像精确配准和评估等功能。主要研发内容和成果如下:1)在VC++2010集成开发环境下集成医学图像配准Elastix类库、医学影像分割和配准C++库ITK、影像数据可视化C++库VTK和图形用户界面Qt,设计、开发了一个PET/CT/SCT/MRI医学影像配准与可视化评估软件系统。该系统具有开放的系统结构、支持DICOM医学影像文件标准、具有友好的用户操作界面和很强的系统扩展性、可移植性。2)利用三线性插值算法对不同分辨率PET/CT/SCT/MRI影像进行插值和坐标变换,实现了多模态影像叠加可视化显示,为配准方法和参数的选择提供可视化的配准前影像相对位置、形变信息,以便配准能更快更好的完成。3)设计、开发了交互式、可视化的多模态医学影像配准与可视化评估模块,使影像配准方法及其对应参数的选择和配准结果的评估过程简单化。4)提出了一种多级配准实施方法,化繁为简,将复杂的几何变换分作多步简单的变换,将待配准的PET/CT/SCT/MRI图像逐步地实现精确配准。
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