改进互信息与图像金字塔相结合的二维与三维图像配准方法研究

目的探讨改进互信息与图像金字塔相结合的二维-三维配准方法的价值。方法将3次B样条曲线的连续图像表示与Parzen直方图估计融合到该算法中,以胸腔作为研究对象,通过数字重建放射影像生成的正交位的模拟X线图和与其本身进行一定变换后的图像进行配准实验,观察配准精度和时间。结果经过50组对照试验得出本方法相较于传统配准方法在x、y轴向上的位移精度分别提高了53.39%、21.33%,配准时间缩短了91.93%。相较于近几年的改进算法在x、y轴向上的位移精度分别提高了17.65%、13.79%,并将配准时间进一步提高了19.64%。结论该方法可以有效提高二维-三维图像的配准精度和效率,且均符合手术过程中图像配准2 mm以内的要求。该方法的高效、准确为临床诊断和放疗自动化提供了有利的信息,同时也为肿瘤位置误差校正和医用机械臂自动摆位奠定了基础。

基于新投影模型的利用图像均匀性的RayCasting加速方法

计算机仿真投影图像(digitally reconstructed radiograph,DRR)在计算机辅助医学领域有着广泛的应用,特别是二维三维图像配准对仿真投影图像生成的效率有着苛刻的要求.提出了一种新的投影模型,该模型可有效地分离投影图像中物体的尺度变换和投影失真的耦合度,提高仿真投影图像尺度的可控性.同时提出基于图像内容均匀性的RayCasting改进算法,加速针对光线的积分过程.实验表明:针对均匀性较好的数据,改进算法的效率较传统RayCasting算法有一定提高,同时改进算法生成的仿真投影图像的边缘具有较高的精确度.

两种千伏级立体平面图像引导放射治疗系统临床一致性研究

目的:对比研究千伏(kV)级iScout图像引导放射治疗定位系统和射波刀Xsight脊柱追踪系统基于骨骼二维-三维(2D-3D)图像配准算法的临床一致性。方法:选取医院收治的30例行第四代射波刀Xsight脊柱追踪系统治疗的患者临床数据资料,采用配置i Scout系统成像几何参数,生成数字重组透视图像作为配准参考图像,加载Xsight系统影像板投影图像,应用i Scout系统骨骼定位方法实现2D-3D图像配准,计算患者病灶位置偏移。参照Xsight系统定位配准数据,选取3个平移头脚(S/I)、左右(L/R)和前后(A/P),以及3个转角绕头脚(Roll)、绕左右(Pitch)和绕前后(Yaw)3个方向共6个自由度作为评价参数,记录并对比两个系统的配准结果。结果:获取30例患者数据资料生成的分别由A、B投影图像构成564组投影图像,分析记录Xsight系统和iScout系统配准结果的差值,S/I、L/R和A/P的3个平移结果的差值分别为(0.100.24)mm、(-0.060.32)mm和(0.110.21)mm;Roll、Pitch和Yaw的3个转角结果的差值分别为(-0.010.35)、(0.070.23)和(0.010.24)。散点分布图显示两个系统6个自由度定位配准结果差值集中分布在0.5之间。结论:iScout系统与Xsight系统均基于kV级X射线2D-3D图像配准立体定位引导技术,临床比对结果一致性好。

体部伽玛刀图像引导技术的发展

体部立体定向放射治疗(SBRT)是立体定向放射外科(SRS)技术和临床应用的自然延伸,是一种在精确图像引导下的大剂量低分次的放射治疗方法。体部伽玛刀是中国自主研发的创新放疗设备,把伽玛射束治疗从头部延伸至体部。在近15年的技术发展和临床实践中,体部伽玛刀沿用了传统的体部框架定位模式,由于缺少足够定位精度,限制了其作为SBRT设备在临床上的广泛使用。近年来,图像引导定位技术开始应用于体部伽玛刀,将为体部伽玛刀SBRT规范治疗开启崭新一页。本文介绍了体部伽玛刀图像引导定位的原理、方法、试验和初步应用。