医学影像图像处理(六)

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四、医学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。
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一、医学图像配准的概念
医学图像配准示意图
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二、医学图像配准在临床上的应用
医学图像配准具有很重要的临床应用价值。对使用各 种不同或相同的成像手段所获得的医学图像进行配准不仅 可以用于医疗诊断，还可用于手术计划的制定、放射治疗 计划的制定、病理变化的跟踪和治疗效果的评价等各个方 面。
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二、医学图像配准在临床上的应用
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。
四、医学图像配准方法的分类
（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。
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四、医学图像配准方法的分类
根据医学图像所提供的信息内涵，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；
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 技术是图像融合的关键和难点。
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7.2 医学图像配准概述
一、医学图像配准的概念 二、医学图像配准在临床上的应用 三、医学图像配准的基本过程 四、医学图像配准方法的分类
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三、医学图像配准的基本过程
1、根据待配准图像（浮动图像）I2与参考图像（基准图 像）I1，提取出图像的特征信息组成特征空间； 2、根据提取出的特征空间确定出一种空间变换，使待配 准图像I2经过该变换后与参考图像I1能够达到所定义的 相似性测度； 3、在确定变换的过程中，还需采取一定的搜索策略也就 是优化措施以使相似性测度更快更好地达到最优值。
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三、医学图像配准的基本过程
初始变换T 参考图像I1
待配准图像I2 几何变换T
变换后的图像I*=T(I2) 相似性测度评价
更新T
N T最优？
Y 最优T
图像配准的流程图
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四、医学图像配准方法的分类
到目前为止，图像配准方法的分类始终没有一个统 一的说法。目前比较流行的是1993年Van den Elsen等 人对医学图像配准进行的分类，归纳了七种分类标准。
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wk.baidu.com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。
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7.1 应用背景介绍
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一、医学图像配准的概念
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（位置一致，角度一致、大 小一致）。
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。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
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• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
7.1 应用背景介绍
第七章 医学图像的配准与融合
7.1 配准与融合的应用背景介绍 7.2 医学图像配准概述 7.3 图像配准的理论基础 7.4 常用的医学图像配准方法 7.5 图像配准的评估
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第七章 医学图像的配准与融合
7.6 图像融合概述 7.7 常用的图像融合方法 7.8 图像融合效果的评价
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（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：将直线映射为直线。 曲线变换：将直线映射为曲线。
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四、医学图像配准方法的分类
（四）根据用户交互性的多少分类
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7.1 应用背景介绍
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。 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。
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7.1 应用背景介绍
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二、医学图像配准在临床上的应用
临床应用举例
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。
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二、医学图像配准在临床上的应用
临床应用举例
3、放射治疗中，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治疗计划或立体定向活检或手术。