2D/3D多模态医学图像配准算法研究

• Published in: 电信科学 Vol. 40; no. 3; pp. 75 - 88
• Main Authors: 徐密, 诸葛斌, 袁非牛, 尹正虎, 董黎刚, 蒋献, 孙应绮, 宋嘉琦, 史晓彤, 苏雷, 周屹博, 林诗凡
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国通信学会 20.03.2024; 人民邮电出版社有限公司; 浙江工商大学信息与电子工程学院,浙江 杭州 310020%上海师范大学信息与机电工程学院,上海 201418%复旦大学附属儿科医院,上海 201102
• Subjects: 多模态; 精配准; 初始姿态估计; 2D/3D图像配准; 粗配准; 相似度测量; fine registration; 2D/3D image registration; initial pose estimation; similarity measurement; coarse registration; multimodality
• ISSN: 1000-0801
• DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2024070

2D/3D多模态配准在医学影像导航手术中起着重要作用，主要用于提供术前三维图像和术中二维图像的实时信息，帮助医生精准定位病灶，规划手术路径，从而提高手术的安全性和效率。提出了一种2D/3D多模态医学图像配准算法，首先利用Swin Transformer优秀的特征提取能力，构建了初始姿态估计模型，实现姿态参数的快速预测；接着，为了提升整个配准方法的鲁棒性，引入基于Grangeat关系的粗配准方法；最后设计了基于梯度下降的精配准模块，以提升整个配准过程的精确性，且在该模块将Sobel微分算子与归一化互相关结合，提升了参数优化过程中的灵敏度。实验结果表明，所提配准方法在正位和侧位配准中的误差满足配准要求，配准成功率有显著提升。