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利用2D/3D医学图像配准技术，可以将二维动态的X线透视图像转化为三维模型的仿真运动，检测膝关节在体静态及动态稳定性，从而准确全面地评价膝关节的运动功能，实现膝关节微损伤的早期诊断。同时，通过术前CT体积图像与X线透视图像的2D/3D配准，对手术刀或导航棒的位置进行实时跟踪，实现计算机辅助下的骨科手术导航。
本文的目的在于研制出2D/3D医学图像配准的系统。因此，针对2D/3D配准中的一系列技术关键点进行了理论分析和实验。
在合理建立坐标系的基础上，利用光线跟踪(Ray Tracing)算法计算DRR(Digitally Reconstructed Radiograph)图像，以SLNC(Sum of Local Normalized Correlation)为相似性测度，结合SimulatedAnnealing算法的全局优化能力强和Powell算法的计算速度快的优点，与实际x线透视图像进行配准。为了提高系统配准效率，同时采用了相应措施，如图像插值、灰度压缩、多分辨率采样。
为了验证系统的准确性和可靠性，用已知位置的DRR图像作为参考图像，对于该配准系统进行准确性测试。从测试的结果看，在一定的视角范围内，配准精度可以满足临床上的需要，即各轴平移量的误差在1mm以内，绕各轴旋转量的误差在1°以内。
将C型臂X线透视机GE-OEC FlexiView8800采集的人体脊椎右前、左前位X线透视参考图像，以及G型臂X线透视机Biplanar 500采集的膝关节正、侧位图像各自与相应的CT体积数据进行了配准。其中，参考图像既有最常见的位图，也有临床专用的DICOM。
最后，用实验结果证实：相互垂直的双幅图像作为参考图像共同参与配准，在一定程度上避免遇到局部极值，进一步改善系统性能。
从配准的结果看，系统实现了2D/3D配准的目标，取得了令人满意的效果。此外，这一配准系统由于无需标记点的植入，不具有侵入性，较低了手术风险；配准不基于图像特征，所以无需对图像分割以提取轮廓线，所以对不会带来人为误差。无疑，它的系统性能优于目前问世的大多数2D/3D配准系统。