医学图像的配准与融合.pptx

会计学第八章医学图像(túxiànɡ)的配准与融合随着计算机技术的高速发展，医学成像技术日新月异，为临床医学提供(tígōng)了各种形态和功能的影像信息。
但是各种成像技术和检查方法都有它的优势与不足，并非一种成像技术可以适用于人体所有器官的检查和疾病诊断，也不是一种成像技术能取代另一种成像技术，而是相辅相成、相互补充。根据医学图像所提供的信息内涵(nèihán)，分为两大类：
解剖结构图像（CT、MRI、B超等）
功能图像（SPECT、PET等）
解剖图像以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息（功能图像无法提供脏器或病灶的解剖细节），但无法反映脏器的功能情况。
功能图像分辨率较差，但它提供的脏器功能代谢信息是解剖图像所不能替代的；目前这两类成像设备的研究都已取得了很大的进步，图像的空间分辨率和图像质量有很大的提高，但由于成像原理不同所造成的图像信息局限性,使得单独使用某一类图像的效果并不理想(lǐxiǎng)。
因此，为了提高诊断正确率，需要综合利用患者的各种图像信息。最有效的解决方法：以医学图像配准技术为基础，利用信息融合(rónghé)技术，将这两种图像结合起来，利用各自的信息优势，在一幅图像上同时表达来自人体的多方面信息。
更加直观地提供了人体解剖、生理及病理等信息。其中配准技术是图像融合(rónghé)的先决条件,必须先进行配准,才能实现准确地融合(rónghé)。二、医学图像配准在临床(línchuánɡ)上的应用临床应用举例
1、计算机辅助手术中，外科医生根据配准的CT/MR/DSA图像精确定位病灶及周围相关(xiāngguān)的解剖结构信息，设计出缜密的手术计划。在手术过程中，利用三维空间定位系统使术前计划的虚拟病人、手术台上的真实病人和手术器械三者精确联系起来进行手术跟踪。临床应用举例(jǔlì)
2、在癫痫病的治疗中，一方面需要通过CT，MRI等图像获得病人的解剖信息，另一方面又需要通过SPECT或PET等得到病人的功能信息，这两方面的结合将有助于对病人的精确治疗。临床应用举例
3、放射(fàngshè)治疗中，应用CT和MR图像的配准和融合来制定放疗计划和进行评估，用CT图像精确计算放射(fàngshè)剂量，用MR图像描述肿瘤的结构，用PET和SPECT图像对肿瘤的代谢、免疫及其他生理方面进行识别和特性化处理，整合的图像可用于改进放射(fàngshè)治疗计划或立体定向活检或手术。8.2医学图像(túxiànɡ)配准概述一、医学(yīxué)图像配准的概念医学(yīxué)图像配准示意图二、医学(yīxué)图像配准方法的分类（一）按图像维数分类
按图像维数分为2D/2D，2D/3D，以及3D/3D配准。2D/2D配准通常指两个(liǎnɡɡè)断层面间的配准；2D/3D配准通常指空间图像和投影图像（或者是单独的一个层面）间的直接配准；3D/3D配准指2幅三维空间图像间的配准。（二）根据医学图像的模态分类
单模态医学图像配准：是指待配准的两幅图像是用同一种成像设备获取的。一般用在生长监控、减影成像等。
多模态图像配准：是指待配准的两幅图像来源于不同(bùtónɡ)的成像设备，主要应用于神经外科的诊断、手术定位及放疗计划设计等。（三）根据变换性质分类
刚性变换：只包括平移和旋转。
仿射变换：将平行线变换为平行线。
投影变换：将直线(zhíxiàn)映射为直线(zhíxiàn)。
曲线变换：将直线(zhíxiàn)映射为曲线。（四）根据(gēnjù)用户交互性的多少分类
自动配准：用户只需提供相应的算法和图像数据。
半自动配准：用户需初始化算法或指导算法(如拒绝或接受配准假设)；
交互配准：用户在软件的帮助下进行配准（五）根据配准所基于的图像特征(tèzhēng)分类
基于外部特征(tèzhēng)的图像配准：是指在研究对象上设置一些
标志点，使这些标记点能在不同的影像模式中
显示，然后再用自动、半自动或交互式的方法
用标记将图像配准。
基于内部特征(tèzhēng)的配准：主要包括三个方面：基于标记的
配准方法、基于分割的配准方法、基于像素特
性的配准。（六）根据配准过程中变换参数确定的方式分类
1、通过直接计算公式得到变换参数的配准：限制在基于特征信息(例如小数目的特征点集、二维曲线、三维表面)的配准应用中。
2、通过在参数空间中寻求某个函数的最优解得到变换参数的配准：所有的配准都变成一个(yīɡè)能量函数的极值求解问题。（七）根据(gēnjù)主体分类
1、同一患者(Intrasubject)的配准：指将来自同一个病人的待配准图像，用于任何种类的诊断中；
2、不同患者(Intersubject)的配准：指待配准图像来自不同病人，主要用在三维头部图像(MR、CT)的配准中
3、患者与图谱的(Atl