ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｃａｓｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｆｕｓｉｏｎ ｗｏｒｋｆｉｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ
ｍａｊｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ ｉｓ ｌｉｓｔｅｄ ａｓ ｂｅｌｏｗ：
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｆｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、
ｔｈｅｒａｐｙ ａｎｄ ｓｕｒｇｅｒｙ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅ ａｌｅ ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｍａｎｙ ｎｏｖｅｌ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｎｏｎｅ ｃａｌｌ ｂｅ ｔａｋｅｎ ａｓ ｕｎｉｆｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｎｓ ｔｈａｔ ｆｉｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｊｏｒｉｔｙ ｏｆ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｃａｓｅｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｓｅｖｅｒａｌ ａｓｐｅｃｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｉｍａｇｅ
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｎｏｄｅｓ
ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｃｈｅｍｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｒｉｇｉｄ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｃａｓｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ｆＭＲＩ）ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＰＥＴ－ＭＲＩ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ＭＲＩ‘ＣＴ ｉｍａｇｅ
最后，本文提出了一套清晰、可行的融合流程方案。这个方案建立在小波多 层分解的理论基础上，结合特征分类、自组织神经网络分类，以及模糊聚类等多 方面技术，尝试建立了人脑信息融合的模拟框架，并结合理论与临床的双方面需 求，引入融合效果评估准则。通过对一个典型的医学影像融合案例实施过程进行 分析，并进行对齐和融合效果评估，本文提出的方案的可行性最终得到了验证。
ｑｔ ７＂／００９８
学校代码：１０２４６
学
号：０２２０２１２０２
後旦大学
硕士学位论文
多模态医学影像融合技术的研究和应用
院
系： 计算机科学与工程系
专
业： 计算机应用技术
姓
名： 张庆平
指导教师： 孙慰迟 副教授
Ｌ．ＬＬａｉ教授
完成日期： ２００５年５月２５日
多模态医学影像融合技术的研究和应用
摘要
【摘要】
关键词：医学影像；图像对齐；图像融合；相关相位法；小波变换
中图法分类号：ＴＰ３９１．４
童塑查堕兰丝垡墅鱼垫查盟型塑塑！兰旦
垒！！！！！！！
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］
Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｕｓｉｏｎ ｈａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｄｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｎｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄｓ，ｗｈａｔ’ｓ ｍｏｒｅ，ａｓ ａ ｂｒａｎｃｈ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｕｓｉｏｎ，ｗｉｔｈ ｒｅｃｅｎｔ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ’ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｍｅｄｉｃａｌ
ｉｍａｇｉｎｇ ｆｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｈｅｒａｐｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｓｐｅｃｔ，ＣＴ－ＭＲＩ ｆｕｓｉｏｎ ｉｍａｇｅｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｋｕｌｌ ｂｒａｉｎ ｒａｄｉａｔｉｏｎ
ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｊｏｒ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎ
ｔｉｍｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｍａｇｅ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｓｅｖｅｒａｌ ａｓｐｅｃｔｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄａｔａ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ，ｅｒｒｏｒ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｂａｓｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｗｈｉｌｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．
近年来，信息融合已经在多个应用领域得到了关注，而作为信息融合的一个 分支，医学图像融合技术也被广泛应用在影像诊断、临床治疗中。在临床上， ＣＴ图像和ＭＲＩ图像的融合应用于颅脑放射治疗、颅脑手术可视化中，起到了很 好的辅助作用。另外，脑的ＳＰＥＣＴ或ＰＥＴ图像与ＣＴ或ＭＲＩ图像的融合在研究 血流、代谢、受体分布，以及原发或复发肿瘤的探察等方面均起到了重要作用。 在图像融合的研究中，不断有新方法出现，但是并没有统一有效的方法适用于人 部分的临床案例。本文从图像对齐技术分类、处理过程、案例实施以及融合流程 等几个方面进行了研究，主要工作成果为：
首先，本文对医学影像融合技术进行分析、总结；对图像对齐的主要技术、 算法进行归纳、分类；并通过分解图像对齐的基本处理过程，逐步分析了数据准 备、误差修正、基本变换处理以及准确度评估等方面的问题，总结并提出了相应 的解决方案。
其次，考虑到图像对齐是医学图像融合的最重要的环节之一，通过对典型的 网０体对齐案例进行分析，其中包括功能磁共振图像对齐，ＰＥＴ与ＭＩｕ图像对齐， ＭＲＩ与ＣＴ图像进行对齐，提出了实施对齐的有效技术路线和方案；之后分析了 月前尚未成熟的非刚性目标对齐技术，进行了初步的总结。