配準(zhǔn)方法可重現(xiàn)比較流程與纖維束分割算法研究.pdf

1、配準(zhǔn)算法是進(jìn)行影像分析至關(guān)重要的一步，配準(zhǔn)結(jié)果的好壞直接決定了能否進(jìn)行分析以及分析結(jié)果的可信度。近年來(lái)，研究人員提出了大量的非線性配準(zhǔn)算法并提供了相應(yīng)的軟件，但沒有一個(gè)配準(zhǔn)算法對(duì)所有的影像數(shù)據(jù)都適用。如何選取適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)算法來(lái)做分析是個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　彌散張量成像技術(shù)通過(guò)測(cè)量大腦中水分子彌散的各向異性來(lái)推斷纖維束的走向，進(jìn)而提供大腦連接情況的信息。纖維跟蹤算法重建得到的纖維束數(shù)量在十萬(wàn)級(jí)，不同個(gè)體的纖維束具有較大的差異，纖維束

2、結(jié)構(gòu)間的邊界并不明顯，并且部分纖維束結(jié)構(gòu)存在重疊，因此纖維束分割是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
　　對(duì)于配準(zhǔn)算法選擇的問(wèn)題，本文提出了一個(gè)具有可重復(fù)性的配準(zhǔn)算法比較流程。對(duì)待處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行完全一致的預(yù)處理，包括重采樣，去頭骨，刪除失真嚴(yán)重的影像。然后對(duì)這些數(shù)據(jù)應(yīng)用不同的配準(zhǔn)算法，同時(shí)采用不同的影像模板，以比較模板對(duì)于配準(zhǔn)的影響。對(duì)配準(zhǔn)后的影像與模板進(jìn)行分割，通過(guò)計(jì)算分割得到的組織，包括白質(zhì)，灰質(zhì)，之間的重疊程度，來(lái)判斷配準(zhǔn)算法的效果。在1-2歲

3、兒童數(shù)據(jù)上進(jìn)行比較的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IRTK與Nifty能取得較好的效果，并且采用年齡匹配的模板配準(zhǔn)結(jié)果更優(yōu)。
　　本文采用密度極值的聚類方法來(lái)解決纖維束分割的問(wèn)題。密度極值聚類算法基于兩點(diǎn)假設(shè):
　　(1)聚類中心的密度值高于它所以鄰居纖維束的密度；
　　(2)聚類中心離比它密度大的纖維素距離較遠(yuǎn)。用兩個(gè)特征分別來(lái)表征這兩點(diǎn)假設(shè)，符合這兩點(diǎn)假設(shè)的纖維即選做纖維束的中心。余下的纖維被分配到比它密度大并且與它距離最近的纖維相同