HIFU治療前后B超監(jiān)控圖像配準(zhǔn)方法研究.pdf

1、高強(qiáng)度聚焦超聲（High-Intensity Focused Ultrasound，HIFU）技術(shù)由于其無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)輻射、無(wú)副作用的特點(diǎn)，被廣泛用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。近年來(lái)，HIFU技術(shù)不僅在前列腺腫瘤、子宮肌瘤、轉(zhuǎn)移性肝臟腫瘤的切除和胰腺癌、腎癌和乳腺癌的治療方面取得了顯著的成效，還在許多新的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了重大的突破。通過(guò)多年來(lái)大量系統(tǒng)的回訪，HIFU技術(shù)用于醫(yī)學(xué)治療的目的已經(jīng)被眾人接受。
　　由于超聲成像具有易集成和實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)，H

2、IFU系統(tǒng)通常采用B超監(jiān)控成像的方式。在HIFU治療的療效評(píng)價(jià)中，通常將治療前后的B超監(jiān)控圖像相減，得到治療區(qū)域的變化圖像來(lái)判斷治療效果。由于治療后病人的體位可能會(huì)變化，導(dǎo)致治療前后采集的圖像發(fā)生偏移，需要將HIFU治療前后的超聲監(jiān)控圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。
　　本文通過(guò)分析B超圖像的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)HIFU治療前后B超監(jiān)控圖像的配準(zhǔn)方法進(jìn)行了研究。具體工作如下:
　　1.首先詳細(xì)介紹了高強(qiáng)度聚焦超聲技術(shù)的相關(guān)理論，包括基本原理、研究背景

3、現(xiàn)狀和聚焦超聲治療中的引導(dǎo)與監(jiān)控方式，接著介紹了超聲治療療效評(píng)價(jià)現(xiàn)狀，提出了HIFU治療前后B超監(jiān)控圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的問(wèn)題，突出本課題的研究意義。
　　2.闡述了圖像配準(zhǔn)的基本概念和醫(yī)學(xué)圖像中常用的幾種配準(zhǔn)方法，詳細(xì)比較了幾種算法的優(yōu)勢(shì)和不足。結(jié)合超聲成像的特點(diǎn)，分析超聲圖像配準(zhǔn)存在的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　3.提出了一種基于圖像預(yù)處理和Fisher-Tippett分布的特征提取算法。首先分析研究了超聲圖像中存在的散斑特性，概述了幾種常

4、用的圖像預(yù)處理方法，然后采用中值濾波器對(duì)超聲圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)Fisher-Tippett分布提取圖像特征，既能消除散斑噪聲，又能很好的保留圖像的邊緣信息，可以用于基于特征的圖像配準(zhǔn)算法和算法改進(jìn)。
　　4.提出了一種改進(jìn)的基于SURF特征提取的配準(zhǔn)方法。常規(guī)的SURF算法由于受到散斑噪聲的影響，匹配的特征點(diǎn)對(duì)較少，配準(zhǔn)精度低。本文首先利用經(jīng)典的SURF特征檢測(cè)器分別提取治療前和治療后超聲圖像中的特征點(diǎn)，采用歐式距離匹配提取的特