题目：4D CT图像配准技术的研究

医学图像配准是信息科学、计算机图像技术和当代医学等多学科交叉的一个研究领域，已经在临床诊断、治疗等方面有着广泛的应用。医学图像配准的结果应使两幅图像中所有解剖意义上的对应点达到对准。近年出现的4D CT扫描技术在体现三维空间图像的基础上，增加了时间的变化。本文主要研究4D CT图像配准技术，取得了以下成果：对现有的图像配准方法进行回顾和讨论，归纳总结了不同标准下医学图像配准的方法，并对其中基于互信息的刚性配准原理和影响因素做了分析。然后重点介绍了形变图像配准方法的基本类型和基本方法。指出在临床应用中多数配准问题属于形变图像配准，其中也包括本文研究的4D CT图像的配准。利用4D CT图像的空间性、时序性及配准技术来分析不同呼吸时相间组织、器官的形变是目前研究的主要途径。本文采用基于光流模型的Demons算法对4D CT图像进行形变配准并在原始图像形变力的计算中引入了对称梯度。实验结果表明，在多分辨率策略下基于对称梯度的Demons方法具有更快的收敛速度，而且匹配误差小。同时形变配准的结果代表了不同时相间的三维空间变换关系。利用得到的空间变换关系结合参考图像上已知的轮廓线，通过轮廓线映射的形式可以得到其他各个时相的轮廓线。自动生成与手工勾勒的轮廓线几何中心间的偏差为2mm，体积的最大偏差为1.5ml。实验结果表明，该方法具有较好的准确性，对4D放射治疗有很大帮助。