【摘 要】
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介入式治疗由于具有创伤小、恢复快、安全、有效和并发症少等优点,已经被公认为中晚期肝癌最有效的治疗方式。但介入治疗是一种微创手术,手术中医生无法观察病灶区域的具体位
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介入式治疗由于具有创伤小、恢复快、安全、有效和并发症少等优点,已经被公认为中晚期肝癌最有效的治疗方式。但介入治疗是一种微创手术,手术中医生无法观察病灶区域的具体位置,因此必须由医学影像引导完成手术,为医生提供病灶区域的精确定位信息。 广泛的研究表明,图像配准是手术导航系统中的核心技术,配准的结果能直接或间接用于图像融合和目标定位的操作中。但医学图像配准方案的通用性、精确性和实时性一直以来都是图像引导定位系统的技术难点。 本文首先深入研究了国内外在手术导航系统和图像配准领域的研究成果,结合多模态图像配准和2D-3D图像配准的技术特点,对图像配准的原理和流程框架进行阐述,并在Matlab软件上探讨了图像配准的实现,为建立配准算法研究平台打下理论基础;之后以医学图像专用开发软件ITK为工具,建立基于互信息的配准算法研究平台,以模块的形式把四个配准要素集成到配准方案中,并对比分析了刚性变换、仿射变换、Demons算法和B样条曲面作为空间变换函数时对配准效果的影响,提出了针对腹部多模态图像的非刚性配准算法;然后通过设置不同的图像采样比例、B样条曲面控制系数、搜索步长值和收敛条件,结合LBFGS优化算法和常规梯度下降优化算法,提出了新型的有效提高配准速度的分层配准策略;最后应用CT体数据转换技术和DRR成像技术,实现了2D-3D图像配准,并对融入分层配准算法的2D-3D配准方案和传统方案进行了比较,证明此方案的应用价值。
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