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随着计算机技术、图像处理技术的迅速发展，外科诊断与治疗的手段正在发生着很大的变化。近年来出现的计算机辅助手术系统，仿真手术系统等就是信息科学迅速发展并应用于医学领域产生的成果。
CT数据在同一张图像上显示三种或四种管道结构时，它们之间会产生混淆和重叠。为了清楚的了解肝内动脉、静脉等组织的关系，患者先注射造影剂，然后医生按照造影剂在肝脏血管中流动的顺序先后在不同时间内分别采集了肝动脉、肝静脉、肝门静脉各自的CT图像。由于病人移动、呼吸等原因，不可避免的造成了三期图像不同程度的错位或者形变，而肝胆仿真手术系统要分别将三期CT图像中的血管进行提取分割，再合成到一幅肝内进行三维重建。因此，为了为仿真手术系统提供精确的数据，必须对偏移和形变的图像进行配准。
医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种(或一系列)空间变换，使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。这种一致是指人体上的同一解剖点在两张匹配图像上有相同的空间位置。配准的结果应使两幅图像上所有的解剖点，或至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。在肝胆仿真手术系统中，准确定位肿瘤等病灶的位置，并观察病灶是由哪一支血管供血、术区血管的走行，是否存在血管的变异等问题的解决都是建立在三期腹部CT图像配准的基础上的。
本文首先介绍了医学图像配准的原理及概念、并对配准过程中涉及到的几何变换、相似性测度、图像插值和多参数优化算法进行了探讨，并结合三期腹部CT图像的特点对它们进行了分析，总结。针对三期图像扫描过程中出现的扫描顺序不一致、期内顺序被打乱的问题，提出了用模板匹配算法和读取DICOM数据文件头信息的方法解决上述问题。经实验检验，模板匹配算法可以准确的判断出扫描顺序是否打乱；读取DICOM数据文件头信息的方法能根据文件头中的参数对打乱了顺序的图像重新排序。
对于病人移动呼吸等原因造成的图像偏移及形变的配准，从刚体旋转配准和局部形变弹性配准两方面来讨论。旋转配准方面，在差值图像的熵的基础上，着重讨论了均值平方、均值倒数平方差、归一化相关法和互信息等相似性测度算法，并对他们的性能及实验结果进行了分析。在弹性配准方面，采用了Multiquadric模型的方法，并对平滑因子R2的作用进行了验证。对于偏转及形变的图像校正中涉及的插值算法，采用了部分体积插值方法(PV插值法)。在优化方面引入了结合下降单纯形的模拟退火算法对目标函数进行优化。两种配准结果均获得满意的效果。