基于图像非线性配准的MRI几何失真校正

采用图像非线性配准的方法,对MRI存在的几何失真进行校正,先选取与MRI具有共同解剖结构且基本无几何失真的CT图像,作为配准校正的目标基准图像,将MRI与CT图像进行刚体配准,然后采用人工选点的方法,寻找CT图像和MRI中的对应标记点集,用改进的弹体样条函数进行全局非线性配准。结果表明:弹体样条变换具有较强的非线性校正能力,较好地实现了二维MRI的几何失真校正。我们采用的变换模型有效可行,并可用于三维失真图像的校正。

变形磁共振弥散张量图像的三维非线性配准

对于磁共振弥散张量成像的图像变形,采用3D非线性图像配准的方法来纠正。在基准磁共振图像和变形弥散张量图像分割的基础上,以互信息为相似性测度,分别采用单级与双级B样条变换来纠正畸变。弥散张量成像由涡流及组织磁敏感性差异引起的几何畸变得到了明显纠正,且与单级B样条变换相比,双级B样条变换更具有鲁棒性。采用3D非线性图像配准可对变形图像进行纠正,明显提高了图像质量。

非线性立体脑图像配准中的机器学习方法

针对基于属性向量的非线性配准算法,提出用机器学习的方法寻找脑图像中各个点上的最优几何特征向量。通过定义一个能量函数把寻找最优属性向量的过程归结为一个最优化问题。把训练得到的最优属性向量与HAMMER(一种基于属性向量的非线性配准算法)相结合,对模拟的MR脑图像进行了实验．与HAMMER相比,位移场的精度提高了10%。改进后的算法对真实的MR脑图像的配准结果,也有很大的改善。

基于自由形变的3D非线性医学图像配准

目的针对北京大学医学物理和工程北京市重点实验室研发的小动物SPECT/CT成像仪,实现三维上的图像配准以校正成像间产生的组织运动伪影。方法把被成像组织的运动用整体的仿射变换和局部的非线性变换两部分进行表达,并用基于体素的归一化互信息作为配准的相似性测度,建立综合图像相似性测度和空间变换函数平滑性要求的代价方程,用近似牛顿算法(LBFGS)在全空间搜索最优化变换参数使得代价方程取得极值,从而确定该相似性测度下的空间变换函数。结果用模拟数据对该方法进行验证的结果表明,配准后图像间的相关系数值有所增加,误配基本被消除。结论采用此方法能够较好地描述局部组织的非线性运动,消除呼吸运动伪影,实现三维图像的配准。

有关非线性图像配准的正则化(英文)

近年来,非线性图像配准各种方法的数值分析已经十分成熟;但是大多数工作都没有考虑理论上的收敛性分析.本文对非线性图像配准极小问题进行了理论上的分析证明.我们得到了极小问题正则解的存在性、稳定性及收敛性,证明了在正则化算子和正则参数分别满足一定的条件下,极小问题的正则解收敛到我们所关心的问题的解.这一理论上的证明过程及结果将对非线性图像配准的正则化算子的选取提供十分重要的依据.

基于带约束隐表示的非线性形状配准

主要通过对形状进行带约束的隐表示来研究非线性形状配准.首先,采用隐函数的零水平集来表示形状,并结合从整体到局部的策略,对形状配准问题进行了建模.其次,为提高模型精度,对全局尺度形变和局部非线性形变引入了尺度约束和带状约束.进一步,给出了一阶变分,并应用负梯度流进行数值求解.最后,多个数据集上与现有经典算法的对比实验表明,给出的算法具有更优的精度.

基于T1结构像校正扩散张量成像几何畸变伪影的临床应用

目的采用非线性配准的方法对扩散张量成像(DTI)进行几何畸变伪影校正,并对校正效果进行定性与定量评价,提供一种有效且便于临床实现的伪影校正方法。方法实验数据采用5例健康志愿者的T1结构像与DTI数据。校正过程包括T1结构像的灰度反转,DTI涡流校正,线性配准与非线性配准相结合的方法实现DTI的几何畸变伪影校正。并比较校正前后图像差异、各向异性分数(FA)标准差图和纤维束跟踪的结果评价校正效果。结果校正之后的DTI图像质量明显提高,与结构像更为相符,特别是在前额叶以及颞叶区;同时FA标准差减小,前额叶区域的纤维素跟踪结果也与标准图谱更为相近。结论本研究提出的校正方法提高了DTI数据的准确性,同时避免了传统的校正方法因采集多余图像而浪费宝贵的采集时间的缺点,具有重要的临床价值。

基于MR图像的大鼠脑自定义模板的构建

目的基于大鼠头部高分辨磁共振图像,探讨建立大鼠自定义脑模板的可能性,旨在对图像的基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)提供研究基础。方法应用首都医科大学中心实验室Micro MR成像仪对18只12周龄正常成年雄性SD大鼠头部成T2像;将公开的大鼠脑模板RAT97 T2W设为初始模板,对图像进行线性配准,得到一个模板;之后将该模板作为非线性配准的初始参考模板图像,进行非线性配准;经过以上两步,得到该组数据的大鼠脑自定义模板;最后将自定义脑模板与RAT97 T2W进行定量比较。结果相比较RAT97 T2W,自定义模板与原始图像整体相似度更高,并且更好地继承了原始图像的信息量。结论与RAT97 T2W相比,应用本方法构建的大鼠脑自定义模板图像结构清晰,保留了原始图像的特殊性,更能代表该组样本大脑的形态结构,适用于该组样本的分析与研究。

Evolution of Dark Spatial Soliton in Quasi-phase-matched Quadratic Media

We theoretically investigate the evolvement of dark spatial soliton withcascading quadratic nonlinearity in quasi-phase-matched second harmonic generation. It is shown thatthe dark solitary wave can propagate stably when background intensity is large enough, in whichdiffraction of beam can be balanced by the cascading quadratic nonlinearity. We also analyze theinfluence of phase-mismatch on the stabihty of dark soliton propagation.