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由于具有对人体无伤害、空间分辨率高等特点,磁共振(MR)成像技术被广泛应用于人脑成像,其中T2加权MR脑图像对脑组织的病变成像效果很好。人脑图谱作为重要的解剖学工具,能够为医生和研究人员提供丰富的人脑结构信息。因此,将脑图谱与T2加权MR脑图像融合可以帮助医生更好的认识和了解人脑。但是由于T2加权MR图像脑组织对比度较低、扫描层间距较大产生组织信息丢失、灰度分布不均等影响,使得T2加权MR图像的脑部标识的自动定位变得困难,限制了脑图像与脑图谱的配准融合。 本文主要针对T2加权MR脑图像的脑部标识的定位及其与脑图谱的配准进行了深入研究,其中重点研究了T2加权MR脑图像的中矢面、人脑前连合和后连合及脑皮层标志点的定位,并在此基础上对脑图谱与脑图像的配准进行了研究。本文的具体研究内容如下: 人脑相对于中矢面左右对称,大脑沟线段附近的脑组织近似对称。本文提出了一种基于对称轴和局部对称系数在T2加权MR脑图像上提取中矢面的方法。该方法通过梯度方向直方图确定人脑轴向图的对称轴,以其为基准应用局部最小对称系数方法提取大脑沟线段,使用最小二乘法计算中矢面方程,并通过双线性插值重建中矢面。实验结果表明,该方法能够快速、准确的自动提取中矢面。 由于脑图像灰度分布不均、容积效应、噪声等影响,使得体积小的前连合和后连合很难定位。本文提出了一种在T2加权MR脑图像上定位人脑前连合和后连合标志点的方法。该方法分两步:第一步,基于解剖知识和解剖结构的灰度特征定位前连合,首先通过多高斯阈值分割与前连合相关的胼胝体、穹窿体,然后根据它们与前连合的位置关系通过由粗到精的方法逐步对前连合进行了定位;第二步,基于前连合和后连合的约束关系的统计模型来定位后连合,首先通过训练集建立两者之间的统计模型,然后在定位前连合后通过模型的约束对后连合进行定位。实验结果表明,该方法能更加快速、准确的定位前连合和后连合。 根据脑皮层标志点的定义,本文提出了两种自动定位脑皮层标志点的方法。第一种方法在脑皮层标志点所在的二维平面上对其定位。该方法首先确定六个脑皮层标志点所在的三个平面,然后通过改进的FCM算法、分水岭算法、区域合并算法及基于最大类间差的阈值方法等实现脑皮层标志点的自动定位。第二种方法是基于脑提取在三维方向定位脑皮层标志点。该方法首先通过三维形变曲面模型实现人脑的粗提取,然后结合脑图像灰度特征采用数学形态学方法实现人脑的精提取,最后根据脑皮层标志点的定义,在三维脑上自动定位脑皮层标志点。实验结果表明,对于定位脑皮层的六个标志点,第一种方法更加快速、准确。 为了实现脑图谱与实际T2加权MR脑图像的配准,本文提出一种结合全局线性配准和局部非线性配准的方法。该方法首先通过中矢面、前连合、后连合和脑皮层标志点分别为脑图谱与脑图像建立Talairach坐标系统,通过各个子空间的对应的缩放比例实现分段线性变换的全局配准。在此基础上采用距离变换对全局配准后的脑图谱与脑图像相关脑组织进行隐式表示,并将基于B样条的FFD建立的变形场作用在脑图谱上,实现脑图谱到脑图像的局部非线性配准。实验结果表明,该方法能够较好的实现脑图谱与脑图像的配准。