应用配准CT定量分析COPD病人空气潴留最佳的减影阈值

正摘要目的探讨应用配准CT定量分析慢性阻塞性肺疾病(COPD)病人空气潴留的最佳阈值及与肺功能参数的相关性。方法纳入2005年6月—2010年10月共174例病例。行吸气和呼气CT扫描,然后采用自带软件行非刚性配准。采用可变阈值计算呼吸气CT之间每个体素减影值、空气潴留     

一种基于模式控制自由变形的非刚性医学图像配准算法

目的 对手术前MRI／CT图像和手术中超声图像两种模态下都可见的血管结构进行配准。方法 提出一种基于自由变形模型的多模态医学图像的非刚性配准的方法。当两个图像对准时，一种图像中的血管中心点就会对应着另一种图像下灰度脊点。对于全局变换采用刚性变换，而对于局部的形变，采用一种基于模式控制B样条的自由变形模型（FFD）来描述。配准算法采用遗传算法和共轭梯度法结合的优化策略来最小化目标函数。结果 我们设计了两个实验，分别应用于体模和临床数据来评价我们的算法。这种方法是连续而且准确的。最后的变换参数的均方差值是亚像素、亚毫米级的，在0．010弧度以内的。结论 实验结果显示本方法从配准精度和收敛速度上都得到了良好的效果。可以有效地应用于超声图像导航手术系统。     

基于薄板样条和形状内容的医学图像非刚性配准方法研究

目的 针对医学图像非刚性点配准的现状,给出一种基于点特征的非刚性配准方法.方法 利用一种新的相似度测量方法--形状内容来解决两幅图像中点的对应关系,并利用点对应关系来估计非刚性映射函数.结果 利用薄板样条实现了医学图像的快速准确非刚性配准.结论 实验结果表明,上述方法获得了很好的配准效果.     

基于信号互相关函数与神经网络的全自动图像配准算法

目的对多模态非刚性变换序列图像进行配准。方法将一种新的信号处理的概念引入配准过程，以两组具有时延特性的随机信号分别描述待配准的两幅医学图像的边缘特性，继而提出一种以信号互相关函数为性能指标，通过利用神经网络的泛化能力对轮廓特征点样本进行训练以得到最优变换参数的头部断层扫描图像自动配准算法。结果仿真结果表明该算法配准误差可达到亚象素级以下，且比之其他基于形状信息的配准算法具有寻优参数少，配准时间短，自动化程度高的特点。最后该算法被成功地应用到了做过开颅手术病人的CT—MRI图像融合上。结论该方法为多模态医学图像配准提供了一种新的有效手段。     

三维非刚性配准提高肝脏动态增强MR测量可重复性的初步研究

目的 探讨三维非刚性配准在提高肝脏动态增强MR应用中的可重复性.方法 前瞻性分析18例行动态增强MRI检查的肝硬化背景肝细胞肝癌患者的资料.使用Omni Kinetics软件对获得的图像进行三维非刚性配准,采用Extended Tofts双输入模型对配准前、后的图像进行计算.由两位观测者采用盲法测量配准前、后同层面病灶、肝脏及竖脊肌的Ktrans、Kep值,并对测量值的变异度、一致性进行组间(两位观测者之间)及组内(一位观测者间隔一周测量两次)比较,并使用Bland-Ahman Plot对组间和组内测量值的可重复性进行分析.结果 18例三维非刚性配准后同层不同期两幅图像有差异,像素均值为32761±13575,小于配准前(43202±20884),差异有统计学意义(t=2.637,P＜0.05).相对差值百分比箱图显示组间及组内病灶、肝脏、竖脊肌Ktrans、Kep均数配准后差异均小于配准前,离群值及极值减少或消肖失;配准后组内竖脊肌Ktrans和Kep的四分位间距稍增大,余四分位间距均变小;配准后组间四分位间距均变小.配准后组内、组间病灶、肝脏、竖脊肌Ktrans、Kep可重复性均提高,均值差变小.结论 三维非刚性配准可提高病灶、肝脏及竖脊肌Ktrans、Kep的可重复性.     

变形配准与经验计算剂量累加法用于肺癌放疗计划累加剂量计算的研究

目的 应用变形配准功能评价肺癌患者放疗计划中正常组织和危及器官的累加剂量,并与经验计算剂量累加法进行比较.方法 回顾性分析10例肺癌患者,放疗前制定了三维适形或调强治疗计划,放疗过程中重新行CT模拟,并重新设计相同的治疗计划.采用Mimvista软件,运用变形配准,分别在2次CT图像上进行剂量累加.采用经验计算剂量累加法,计算2次放疗计划的正常组织和危及器官的累加剂量,分别对两种方法的双侧肺组织、心脏及脊髓的受照剂量体积以及平均剂量等参数,进行比较.结果 定位和复位图像采用相同的计划方式时,两种方法所得正常组织和危及器官的累积受照体积和剂量等参数差异无统计学意义,仅右肺的平均剂量除外(t=2.98,P＜0.05).结论 变形配准法可以准确评价肺癌患者多次放疗计划中正常组织和危及器官的累加剂量.肺癌患者的靶区变化不大并且采用相同的计划方式时,应用经验计算剂量累加法,可粗略评价肺和心脏等正常组织和危及器官的剂量体积.     

小气道疾病的呼气相CT研究

目的　通过对小气道疾病患者进行呼气相CT扫描 ,结合吸气相CT扫描 ,评价呼气相CT在诊断小气道疾病方面的应用价值。方法　对 3 1例小气道疾病患者及对照组 12例 ,使用螺旋CT进行呼气末的胸部CT扫描 ,结合吸气末CT扫描 ,测量和计算肺横断面积衰减分数 (CLARS) ,肺密度衰减值 (LDAV)。同时 ,对 2组分别进行了吸气末和呼气末的高分辨率扫描 (HRCT) ,重点观察呼气末的空气潴留征象。结果　病例组和对照组的横断面积衰减分数分别为 2 5和 48,肺密度衰减值分别为 79HU和 186HU ,2组结果有显著统计学差异。在呼气相HRCT扫描时观察空气潴留征象 (airtrapping) ,正常对照组中没有见到此征象 ( 0 % ) ,而 3 1例病例组中有 13例 ( 4 2 % )可见到空气潴留。结论　呼气相CT能够观察空气潴留征象 ,结合吸气相CT扫描 ,测量和计算CLARS、LDAV等指标 ,对小气道疾病的早期诊断和定量有较大的帮助 ,是一种有发展前途的检查方法     

呼气中期屏气CT扫描对PET/CT图像质量和肺组织SUV的影响

目的 探讨呼气中期屏气CT扫描模式对PET/CT图像质量及肺组织SUV的影响.方法 将2010年9月至12月间序列完成18F-FDG PET/CT显像的200例常规受检者纳入研究,其中男120例,女80例,年龄23～87(55.01±11.60)岁.所有受检者按随机数字表法分成2组:平静呼气中期屏气行PET/CT之同机CT采集组[屏气组,男52例,女48例,29～ 83(55.43±10.38)岁]和自由平静呼吸行PET/CT之同机CT采集组[自由呼吸组,男68例,女32例,23 ～ 87(55.68± 12.72)岁],每组各100例.图像分析由核医学科1位资深技师和2位资深医师评判.分析所有PET/CT的PET和CT空间配准、肺底部肺组织SUV和CT图像中肺部呼吸运动伪影等.以PET和CT在同一层面出现膈顶为两者空间配准良好,反之为配准不良.采用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析,不同组SUV间差异比较采用两样本t检验或单因素方差分析,率的比较采用x2检验.结果 屏气组同机CT肺组织呼吸伪影发生率(28％,28/100)明显低于自由呼吸组(96％,96/100; x2=98.132,P＜0.01).屏气组PET/CT的PET和CT空间配准良好率(40％,80/200)明显高于自由呼吸组(30％,60/200;x2=4.396,P＜0.05).CT图像上出现膈顶先于PET、PET和CT膈顶位置配准良好和PET图像上出现膈顶先于CT 3种情况的肺底部组织的SUV逐项递增,屏气组(对应的SUVmax分别为0.73±0.28、1.00±0.29和1.60±0.68,SUVmean分别为0.59±0.23、0.81±0.22和1.33±0.34;F=21.93和24.57,均P＜0.01)此现象较自由呼吸组明显(对应的SUVmax分别为0.84±0.36、1.08±0.27和1.16±0.24,SUVmean分别为0.69±0.29、0.85±0.20和0.94±0.24;F=7.23和6.29,均P＜0.01).结论 呼气中期屏气CT扫描简便易行,不增加辐射剂量,可明显降低同机CT呼吸运动伪影发生率,在一定程度上提高PET和CT图像空间配准率.PET和CT失配准膈肌位置不同可导致低估或高估肺组织SUV.     

医学X线图像配准技术研究进展及其存在的问题

医学X线图像受到探测器面积大小的限制,成像范围有限,对较大器官的扫描无法一次完成.在观察病变部位时,医生需要结合多幅图像来进行诊断或治疗,因此需要对多张影像进行拼接处理.作为图像拼接技术的核心,图像配准技术已被广泛应用于医学成像中,将那些从扫描中获得的多类型信息进行配准从而得到更详细的信息.首先,本文重点综述了目前面向X线图像的比较主流和新兴的配准技术,如基于互信息的配准法,基于特征的配准法和基于变换域的配准法.其次,指出了X线图像配准中存在的影像漂移问题、拍摄角度的限制、非刚性配准仍未成熟、没有绝对的配准评价标准等问题.最后,总结了基于FPGA等硬件的医学图像配准、采用超分辨率重建技术以获取更高质量的待配准图像从而提高图像配准的精度和速度等发展趋势与研究前景.     

宫颈癌图像引导放疗技术在不同图像配准方法的应用价值

目的 探讨将不同图像配准方法用于宫颈癌图像引导放疗技术中的应用价值。方法 选取经病理确诊为宫颈癌患者150例,均经图像引导放射治疗（IGRT）,利用机载锥形束CT(CBCT)XVI系统对患者进行治疗前摆位扫描、在线调整后扫描和治疗结束后扫描。对重建中获得的CBCT图像和治疗计划系统的CT图像行手动、骨性和灰度三种配准方法,分析X（左右）、Y（头脚）、Z（前后）轴水平方向和GX、GY、GZ旋转方向的不同误差,比较这三种配准方法之间的差异性。结果 灰度配准在X水平方向的摆位误差低于手动配准和骨性配准,差异有统计学意义（P<0.05）,配准值高于手动配准和骨性配准,差异有统计学意义（P<0.05）,三种图像配准方法在Y和Z水平方向的摆位误差和配准值比较差异无统计学意义（P>0.05）;三种图像配准方法在GX、GY、GZ轴旋转方向的摆位误差和配准值比较均差异无统计学意义（P>0.05）。结论 宫颈癌图像引导放疗技术中骨性和灰度配准方法均可选用,建议首选骨性配准,必要的情况下再应用灰度配准辅之。