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摘要
目的弥散张量图像(DTI)配准不仅要保证配准前后图像解剖结构的一致性,还要保持张量方向的一致性。demons算法下的多通道DTI配准方法可充分利用张量的信息,改善配准质量,但大形变区域配准效果不理想,收敛速度慢。active demons算法能够加快收敛速度,但图像的拓扑结构容易改变。由此提出一种变参数active demons算法下的多通道DTI配准方法。方法综合active demons算法中平衡系数能加快收敛速度、均化系数能提高DTI配准精度的优点,手动选择一个均化系数,并在算法收敛过程中随着高斯核的减小动态调整平衡系数。在配准开始时采用较小的平衡系数获得较快的收敛速度,随着收敛的加深逐渐增大平衡系数获得较小的配准误差。结果active demons方法能改善DTI大形变区域的配准问题,但均化系数太小会改变图像拓扑结构。固定均化系数,引入单一的平衡系数能加快收敛速度,但会导致拓扑结构改变。变参数active demons方法有效提高了配准的收敛速度,明显改善大形变区域的配准效果,同时能保持图像拓扑结构不变。变参数active demons配准后的10组数据均获得最小均方差(MSE)和最大特征值特征向量对重叠率(OVL),配准精度最高。在0. 05的配对样本t检验水平下,变参数active demons和active demons方法配准后的MSE、OVL的差异均有统计学意义;变参数active demons和demons方法配准后的MSE、OVL的差异均有统计学意义(p <0. 05)。结论变参数active demons算法下的多通道DTI配准方法明显提高了配准精度和速度,改善了demons方法不能有效配准大形变区域的问题,同时能够保持配准前后图像的拓扑结构,尤其适合个体间形变较大的DTI配准。
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单位电子信息工程学院; 河北大学
