PETCT胸腹部圖像配準(zhǔn)算法研究及系統(tǒng)設(shè)計開題報告

PETCT胸腹部圖像配準(zhǔn)算法研究及系統(tǒng)設(shè)計開題報告1.研究背景與意義PETCT（PositronEmissionTomography-ComputedTomography）是一種重要的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。它結(jié)合了正電子發(fā)射斷層掃描（PET）和計算機斷層掃描（CT）兩種成像技術(shù)，能夠同時獲得身體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和代謝活性信息，對臨床診斷和治療具有重要的意義。然而，PET和CT成像所得到的結(jié)構(gòu)信息和代謝活性信息并不是在同一個時刻獲取的，因此需要將它們進行配準(zhǔn)，使其結(jié)合成為一個完整的圖像。目前，PETCT圖像配準(zhǔn)技術(shù)已經(jīng)在臨床上得到廣泛應(yīng)用。但是，由于PET和CT成像技術(shù)的不同特性，以及圖像獲取過程中可能存在的運動偽影等因素，導(dǎo)致PET和CT圖像之間存在較大的不一致性，配準(zhǔn)過程中存在難度和挑戰(zhàn)。因此，如何針對PETCT圖像配準(zhǔn)問題進行研究和探索，對推動PETCT技術(shù)的發(fā)展和臨床應(yīng)用具有重要的意義。2.研究目標(biāo)和內(nèi)容本研究旨在針對PETCT圖像配準(zhǔn)問題進行深入研究，研究內(nèi)容主要包括以下方面：（1）了解PETCT圖像配準(zhǔn)的基本原理和算法，研究不同的配準(zhǔn)算法的優(yōu)缺點；（2）分析PETCT圖像配準(zhǔn)中所存在的問題和挑戰(zhàn)，針對偽影和運動畸變等問題進行探討，并提出針對性的改進措施；（3）設(shè)計并實現(xiàn)一套PETCT圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可靠性和實用性，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的PETCT圖像進行配準(zhǔn)，并提供相應(yīng)的圖像分析和處理功能。3.研究方法本研究主要采用文獻研究和實驗研究相結(jié)合的方法，具體步驟如下：（1）對現(xiàn)有的PETCT圖像配準(zhǔn)算法進行研究和總結(jié)，包括基于互信息的配準(zhǔn)算法、基于特征點的配準(zhǔn)算法、基于形態(tài)學(xué)的配準(zhǔn)算法等；（2）分析和評估這些配準(zhǔn)算法的優(yōu)缺點，進一步探討它們在實際應(yīng)用中可能存在的問題和局限性；（3）在真實的PETCT圖像數(shù)據(jù)上進行實驗驗證，評估各種配準(zhǔn)算法的性能和效果，比較它們的優(yōu)缺點，為系統(tǒng)設(shè)計提供參考；（4）基于實驗結(jié)果，設(shè)計一套可靠有效的PETCT圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，并進行實現(xiàn)和調(diào)試。4.預(yù)期結(jié)果和創(chuàng)新點本研究的預(yù)期結(jié)果如下：（1）對現(xiàn)有的PETCT圖像配準(zhǔn)算法進行深入的研究和總結(jié)，評估它們的性能和優(yōu)缺點；（2）提出一些改進措施，針對PETCT圖像配準(zhǔn)中存在的問題提供解決方案；（3）設(shè)計并實現(xiàn)一套可靠有效的PETCT圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，以及相應(yīng)的圖像分析和處理功能；（4）在真實的PETCT圖像數(shù)據(jù)上進行實驗驗證，證明該系統(tǒng)的實用性和可行性。本研究的創(chuàng)新點主要包括：（1）研究了基于形態(tài)學(xué)的PETCT圖像配準(zhǔn)算法，提出了一些基于形態(tài)學(xué)形態(tài)學(xué)的核運算和形態(tài)學(xué)的圖像區(qū)域分割方法，并將其用于PETCT圖像配準(zhǔn)；（2）提出一種基于互信息的圖像配準(zhǔn)方法，并結(jié)合局部特征點匹配進行全局優(yōu)化，針對運動畸變產(chǎn)生的問題提出了相應(yīng)解決方案；（3）設(shè)計并實現(xiàn)一套完整的PETCT圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠?qū)ETCT圖像進行配準(zhǔn)，并提供相應(yīng)的圖像分析和處理功能。5.參考文獻[1]AshburnerJ,FristonKJ.Nonlinearspatialnormalizationusingbasisfunctions.HumanBrainMapping,1999,7(4):254-266.[2]ModatM,RidgwayGR,TaylorZA,etal.Fastfree-formdeformationusinggraphicsprocessingunits.ComputerMethods&ProgramsinBiomedicine,2010,98(3):278.[3]KimT,ZengR,O'DonnellLJ.Imageregistrationofpre-andpost-radiotherapyMRIofbraintumorsus