基于改进Demons算法的三维肺部医学影像配准研究

基于改进Demons算法的三维肺部医学影像配准研究 本研究提出了一种基于改进Demons算法的精确有效配准方案，以实现相同个体在不同呼吸状态下产生较大形变的三维肺部医学影像配准。该方案首先对待配准影像进行全局非刚性配准，通过尺度不变特征变换算法对影像进行特征点提取与匹配，根据匹配结果计算变换参数，完成全局配准；然后利用改进Demons算法对全局配准后的影像进行局部非刚性配准。实验结果表明，该方案能够实现人体肺部影像配准，并且肺部整体轮廓以及内部组织的配准结果较理想。配准前，影像间的均方误差值为25 835.3，经配准后影像间均方误差值降为3 726.31，均方误差值下降率为85.58%。该方案能够有效配准三维肺部影像，对肺部呼吸运动估计以及呼吸功能分析提供了良好的基础。 相关知识点： 1. Demons算法：Demons算法是一种常用的医学图像配准算法，通过对图像中的特征点进行匹配来实现图像配准。该算法可以用于三维图像配准，并且能够实现非刚性配准。 2. 尺度不变特征变换算法：尺度不变特征变换算法是一种常用的特征点提取算法，通过对图像中的特征点进行尺度不变变换来实现特征点匹配。 3. 非刚性配准：非刚性配准是一种图像配准方法，通过对图像中的非刚性变换来实现图像配准。该方法可以用于三维图像配准，并且能够实现非刚性配准。 4. 均方误差：均方误差是一种评价图像配准效果的指标，通过计算图像间的均方误差值来评价图像配准的效果。 5. 医学图像处理：医学图像处理是指对医学图像进行处理和分析，以获取有用的信息。该领域涵盖了图像配准、图像分割、图像重建等多个方面。 6. 三维医学影像：三维医学影像是一种三维图像，通过对二维图像进行重建来获取三维图像。该领域涵盖了图像配准、图像重建等多个方面。 7. 肺部医学影像：肺部医学影像是一种医学图像，通过对肺部进行图像获取来获取肺部信息。该领域涵盖了图像配准、图像分割、图像重建等多个方面。 8. 呼吸运动估计：呼吸运动估计是一种医学图像分析方法，通过对肺部图像进行分析来获取呼吸运动信息。 9. 呼吸功能分析：呼吸功能分析是一种医学图像分析方法，通过对肺部图像进行分析来获取呼吸功能信息。