● 摘要
前列腺癌是美国男性的第二大致死癌症。目前,超声照射指引下的活体穿刺检测是目前唯一能够准确判定患有前列腺癌的检测方法。但是超声导引下的活体穿刺的检测方法仍然具有很大的盲目性:在美国,每年有一百万以上的前列腺活体样本被检测,其中的漏检率(false negative rates)高达39%[5]。相对于超声图像,MRI(Magnetic Resonance Imaging)磁共振成像由于其成像中软组织对比度较高,而在前列腺癌的诊断中应用越来越多。通过将前列腺的核磁和超声图像进行配准,将能给前列腺穿刺手术的医生提供更多有效信息。
但是超声图像和核磁图像配准需要解决两个问题:一是两者的模态不同;二是腺体在两者成像中是出现的弹性形变。通过分析这些难点,我们最终选用鲁棒点匹配(Robust Point Matching Thin Plate Spline)算法来解决这一问题。首先,我们通过在核磁和超声图像上手动勾画出前列腺的腺体轮廓并从中抽样出原始控制点集,然后使用RPM算法获取两组点集之间的对应关系,把这些对应关系确定的点集作为薄板样条函数的输入,获取两组模态图像之间的弹性形变场并最终完成了弹性几何变换。在我们实验中,我们使用了两种相对的配准评估手段来分别进行定性和定量的效果评价,评估结果显示基于RPM-TPS的弹性配准方法能够达到实际要求。同时,为了提升算法的实时性,我们使用了CUDA来对算法进行加速,初步实验结果显示,算法的执行时间相对原来缩短了三倍。
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