目的:在临床上,胸腔肿瘤的诊断和放射治疗时,最常用的医学诊断工具是计算机断层扫描(computed tomograhy,CT)影像,它虽然可以提供清楚的组织位置,但是,由于患者的呼吸运动会导致整个肿瘤组织移位,使得肿瘤组织产生不定性的移动,尽管医生根据临床经验粗略地勾画出整个有可能移动的肿瘤边界,并以射束照射有可能移动的肿瘤位置,然而事实上,由于医生在CT影像上无法掌握真实的肿瘤病变组织的位移,为了不漏掉癌细胞,往往会将内靶区(internal target volume ,ITV)的范围扩大,这就有可能造成正常组织受到不必要的照射。本研究推导包含多分辨率特征的三维光流法(three-dimensional optical flow method,3D OFM)并把它应用于四维计算机断层扫描(four-dimensional computed tomograhy, 4D CT)数据的三维解剖结构和肿瘤靶区(gross tumor volume,GTV)轮廓匹配。方法:将来自肺部肿瘤和食管肿瘤患者的4D CT影像的一个呼吸周期分成10个时相,临床医生在四维数据集上的呼气末时相勾画解剖轮廓和肿瘤靶区,通过用包含多分辨率特征的三维光流算法计算运动场,然后用光流把吸气末时相(0%时相)肺、食管和肿瘤轮廓与所有其他呼吸时相软性配准。在这个研究中,只用吸气末时相和呼气末时相,因这两个时相之间的位移最大。结果:利用包含多分辨率特征的三维光流程序匹配的4D CT影像的肺、食管、GTV的匹配轮廓位移对临床医生来说可以接受。结论:对4D CT扫描中的解剖结构和肿瘤靶区轮廓匹配来说,包含多分辨率特征的三维光流程序是一个好的工具。