基于运动分解模型的双X射线影像2D-3D配准算法研究

发布时间：2024-03-04 19:06

　　随着医疗技术的发展,图像引导放疗已经逐渐成为癌症治疗的重要方法之一。在治疗过程中,为了保证放疗精度,需要利用术前3D CT影像与术中2D X射线影像进行2D-3D配准,以估计患者当前姿态。然而,由于单幅X射线影像难以全面反映患者的空间运动,在优化中需要多次迭代。并且每次迭代中,数字重建放射影像(Digitally Reconstructed Radiograph,DRR)生成的计算量较大。因此,在临床中,2D-3D配准算法的速度较慢。针对以上的问题,本文开展了以下两个方面的工作。(1)提出了一种基于2D预配准的双X射线影像2D-3D配准方法。首先,在2D-3D配准中更新DRR时,采用DRR像素和射线源的逆变换代替了CT体素的空间变换,并且利用图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的每个核心负责一个DRR像素值的计算,有效降低了整个DRR生成过程的计算复杂度,同时光线追踪的计算也得到充分并行化。进一步地,根据一对X射线影像所在平面坐标系与CT所在空间坐标系之间的几何关系,将CT的刚体运动分解到正交平面上,并且在平面上进行2D-2D近似刚体配准。最后,利用2...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.4Rx对头颅模体CT在两个平面上DRR图像的影响：第一行为0度时的正面和侧面DRR图像，第二行为10度时的正面和侧面DRR图像

第三章基于2D预配准的双X射线影像2D-3D配准算法28比应该为1:Npatch，N为一个块内的像素点数量。即使不是完全意义的所有像素的并行化，经过该部分处理，DRR生成的速度在理论上也具有显著提高。3.2.32D-2D近似刚体配准由3.2.2节，可生成刚体变换后的CT图像对应两....

图3.7ITK与本文提出的GPU加速算法的在头颅模体CT上的DRR生成结果对比

第三章基于2D预配准的双X射线影像2D-3D配准算法34的人体胸部CT生成结果如图3.8。图3.7ITK与本文提出的GPU加速算法的在头颅模体CT上的DRR生成结果对比Fig3.7ComparisonofITKandGPU-acceleratedalgorithmspropose....

图3.8ITK与本文提出的GPU加速算法在截断的人体胸部CT上的DRR生成结果对比

第三章基于2D预配准的双X射线影像2D-3D配准算法34的人体胸部CT生成结果如图3.8。图3.7ITK与本文提出的GPU加速算法的在头颅模体CT上的DRR生成结果对比Fig3.7ComparisonofITKandGPU-acceleratedalgorithmspropose....

图3.9头颅模体正面拍摄的情况下NCC与Mwb度量随单参数变化趋势对比

安徽大学硕士学位论文37时的Mwb仍然很好的描述了相似度随着Ty变化的变化，并且整个曲线的峰值与实际的坐标误差的零点重合。图3.9头颅模体正面拍摄的情况下NCC与Mwb度量随单参数变化趋势对比Fig3.9ComparisonofNCCandMwbchangeswithsingle....

本文编号：3919072