基于CT图像三维重建的颅内电极定位方法的研究

难治性癫痫的手术有时需要通过植入颅内电极进行脑电检测来确定致痫灶,为了准确定位致痫灶,医生需要知道电极的位置,但目前缺乏有效的电极定位方法。本文开发了一种利用植入电极后CT图像序列进行电极定位的方法。首先使用面绘制三维重建出电极序列图像,并对各个电极进行识别和标识,然后将面绘制重建的颅骨图像叠加到电极图像上,建立电极的位置信息与人体解剖结构的联系,最后实现颅内电极定位。经过对10套植入电极后的CT图像进行定位检测,证实基于CT图像三维重建的电极定位方法与目前已有的定位方法比较具有明显优势。

颅内电极定位中的多模图像配准研究

目的:探讨不同配准方法在颅内电极定位中的表现,寻找适合于颅内电极定位的方法。方法:分别利用均方测量和Mattes互信息方法作为代价函数,将患者植入电极后的CT图像与植入电极前的MRI图像进行配准,对比两种方法的表现。结果:两种方法均能较为准确地定位旋转中心的位置。在同一CT和MRI体数据对中,不同断层图像对进行配准时旋转角度的波动较大;而不同断层配准图像的平均旋转角度与人工配准的结果大致接近。结论:不同断层图像对配准结果的平均值可作为整个CT和MRI体数据的配准参数使用,并得到相对良好的匹配结果。

基于MRI和CT图像配准的颅内电极定位方法

目的应用多模医学图像配准,在颅内电极埋置术后对颅内电极进行精确定位。方法通过对颅内电极埋置前的头颅MRI图像和埋置后头颅CT图像进行配准,利用医学影像配准与分割工具包(ITK),将颅内电极位置准确地定位在MRI图像上,以建立电极位置与大脑解剖结构的联系。结果经过对10组断层图像进行配准定位,差值图像显示匹配程度较好,专家目测融合效果较为精确。在普通PC机上,以笔者所采用的数据为例,设定优化器初始步长为1,松弛因子为0.6,最小步长为0.000 2,最大迭代次数为100,整个电极定位的操作过程时间不超过1 min。结论多模医学图像配准对颅内电极定位较为准确,为医生提供了更加直观和完善的信息。

颅内电极定位中的Zernike矩快速算法研究

目的减少颅内电极定位中多模图像Zernike矩的配准耗时,提升其配准精度。方法用几何中心法和Hough变换法对人脑CT和MRI图像进行几何参数和配准区域的计算,并根据人脑结构特点建立模型对算法有效性进行测试。本文分别应用骨架算法、颅骨提取法、腐蚀联合大津阈值法、边缘增强法、边缘增强联合腐蚀法、Bottom hat法、Sobel边缘提取法对人脑CT和MRI图像进行预处理。结果对于模型图像,Hough变换法和几何中心法测得的质心与实际质心坐标分别相差±1个像素和±5个像素,主轴误差范围均<3%。对于CT和MRI图像,几何中心法的计算结果更优,其质心点和主轴的计算误差范围分别可控制在周围5邻域内和±6%内。结论几何中心法和Hough变换法均能够很好地计算出模型图像几何参数和配准区域。对于CT和MRI图像,几何中心法的计算效果较好,Hough变换法的计算效果有待提升。