DCT图像维配准与维配准的区别.pdfVIP

4DCT图像二维配准与三维配准的区别 余辉，张书旭 (广州医学院附属肿瘤医院放疗中心，广东广州510095) [中图分类号]TH774[文献标识码]A (文章编号]1002—2376(2011)07一O006一03 [摘要]：从4DcT图像中提取吸气末和呼气末两个相位的断层图像，首先应用Elastix工具包对两个相 位的图像逐层进行二维B样条弹性配准，然后结合VTK和E1astix工具包对它们进行三维B样条弹性配准，配 准算法与二维相同，只是维数不同，比较二维和三维配准的差异。研究表明，4DcT图像配准宜采用三维弹性 配准，其结果更符合呼吸变化规律。 [关键词]4DcT；三维配准；Elastix DimensionalCom— 四维计算机断层摄影(Four 末两个相位的图像，两者均有104张断层切面，每 张切面的图像大小为512×512，像素间距为 putedT0mo酽印hy，4DcT)将时间因素纳入到cT 扫描系列中，根椐肺器官的容积变化特性可构建出 完整的呼吸周期时相，重现胸腹部器官随呼吸运动 像，呼气末为参考图像。 而变化的过程，因此，4DCT在精确放疗中具有广2方法及结果 泛的应用。通过4DcT研究发现，在呼吸过程中胸2．1 El鹪tix工具包简介 腹部器官的大多数体素是在三维立体方向作周期运 动，特别是右肺靠近肝的膈顶部位。weissE等应 件，它集成了许多常用的图像配准算法，能处理大 用4DCT技术研究发现心脏、肺、气管和膈顶的三容量的多模态医学图像的非刚性配准。在应用 维质心分别有2．4mm一7．9mm、5．2mm一12．0mm、 2．9mm一10．0mm和6．6mm一21．7mm的运动变化 幅度。在4DcT引导放疗时，为了精确计算胸腹部数和配准结果图像，不须像ITK工具包那样要书写 周期运动靶区的放疗剂量分布，需要对不同呼吸相 复杂严格的流水线代码。 的4DcT图像进行配准，膈顶等部位的体素因三维 运动，可能会出现在多张不同呼吸相位的4DcT图是采用金字塔结构，由粗到精不断循环迭代寻找最 像中，因此配准应采用三维非刚性技术，不能简单 优形变转换函数，从图1可知，它主要由图像重采 的在两张二维断层切面间作二维配准。本文将以相 同的配准算法，只改变体素的维数，采用Elastix工 具包分别对吸气末和呼气末两个相位的4DCT图像(transfonll)五个模块组成。 进行二维配准和三维配准，比较两者的配准效果。 i_。。。：：‘…。?…‘?‘j’。j：_……’j：…。：：’‘j…………………………………j 。 、。 1实验材料 i擎!竺竺一孥竺箩—一i竺II；]!量 }HEhicj——————1 本文取某一患者基于cine扫描的4DcT图像， r～j ，旷。r’一蔓 l氟二；一磊远土‘；乏舀7 。，}哆等1 采用以前开发的基于体积变化的旭辉4D—cT图像 ，一．上j 重建系统(软件著作登记证编号：2010sR028779) !㈣lm瞄蜘鲥。粤唑_一} ：．．一一．．．．．．．．，．．．．．．．．一．．…．j，．．．．．．．…．．．。，．．．．．．，．．．．．．一．．．一一．．。…．．．．。．．．一．．一一．．： 构建完整的呼吸周期