医学图像配准技术与应用

前言

第1章 绪论

1.1 图像配准概述

1.1.1 图像配准的数学定义

1.1.2 图像配准的基本框架

1.1.3 图像配准方法的分类

1.1.4 图像配准的步骤

1.2 图像配准在医学领域的应用

1.2.1 医学图像配准的发展历史

1.2.2 配准技术的应用

1.2.3 医学图像配准的国内外研究现状和面临的问题

1.2.4 医学图像的配准方法

1.2.5 常用的医学图像配准技术及其应用

1.3 全书框架

参考文献

第2章 特征空间和搜索空间

2.1 特征空间

2.1.1 点检测

2.1.2 线检测

2.1.3 Hough变换

2.1.4 边缘检测

2.1.5 水平集

2.2 搜索空间

2.2.1 平移变换

2.2.2 旋转变换

2.2.3 缩放变换

2.2.4 仿射变换

参考文献

第3章 搜索策略

3.1 一维搜索算法

3.1.1 黄金分割法

3.1.2 进退法

3.1.3 抛物线法

3.1.4 Brent方法

3.2 Powell算法

3.2.1 基本Powell算法实现

3.2.2 改进的Powell算法

3.3 遗传算法

3.4 蚁群算法

3.5 物理模型

3.6 光流场模型

参考文献

第4章 医学图像配准

4.1 配准对象分类

4.1.1 基于成像模式

4.1.2 基于主体来源

4.1.3 基于图像特征

4.2 基本原理

4.2.1 算法框架

4.2.2 算法流程

4.3 典型算法分类

4.3.1 像素级配准

4.3.2 特征级配准

4.3.3 基于形变模型的配准

4.4 图像配准质量评价

4.4.1 配准评价指标

4.4.2 评价方法

参考文献

第5章 刚性医学图像配准算法及其实现

5.1 基于遗传算法的医学图像配准算法

5.1.1 算法思想与步骤

5.1.2 边缘提取

5.1.3 参数搜索

5.1.4 实验和结果分析

5.2 基于点集匹配的医学图像配准算法

5.2.1 算法思想与步骤

5.2.2 特征点提取

5.2.3 特征点匹配

5.2.4 实验和结果分析

5.3 基于互信息的3D图像配准

5.3.1 算法思想与步骤

5.3.2 相似性度量

5.3.3 3D变换参数估计

5.3.4 优化搜索策略

5.3.5 互信息配准

5.3.6 实验和结果分析

参考文献

第6章 非刚性医学图像配准算法及其实现

6.1 基于B样条的弹性医学图像配准

6.1.1 算法思想与步骤

6.1.2 B样条函数

6.1.3 相似性度量

6.1.4 参数优化

6.1.5 实验和结果分析

6.2 基于三角形网格的非刚性医学图像配准算法

6.2.1 算法思想与步骤

6.2.2 全局刚性配准

6.2.3 特征点提取

6.2.4 特征点匹配

6.2.5 局部精确配准

6.2.6 实验和结果分析

6.3 基于光流场模型的非刚性医学图像配准算法

6.3.1 算法思想与步骤

6.3.2 特征向量提取

6.3.3 特征向量匹配

6.3.4 粗配准

6.3.5 精配准

6.3.6 实验和结果分析

参考文献

第7章 配准图像在图像融合中的应用

7.1 像素级医学图像融合

7.1.1 加权平均法

7.1.2 对比度调制法

7.1.3 基于图像分割的图像融合

7.1.4 小波域图像融合

7.1.5 Contourlet域图像融合

7.2 特征级医学图像融合

7.2.1 基于纹理提取的图像融合算法

7.2.2 基于聚类划分的图像融合方法

7.3 融合图像结果评价

7.3.1 主观评价

7.3.2 客观评价

7.3.3 评价指标选取

7.3.4 小结

参考文献

第8章 配准图像在多维可视化中的应用

8.1 医学图像三维可视化技术

8.1.1 概述

8.1.2 面绘制方法

8.1.3 体绘制方法

8.1.4 其他方法

8.2 三维可视化交互技术

8.2.1 多平面切割

8.2.2 任意平面切割

8.2.3 长方体切割

8.2.4 三维空间定量测量

8.2.5 三维可视化演示

8.3 医学图像四维可视化技术

8.3.1 概述

8.3.2 空间分割算法

8.3.3 心电门控技术

8.4 心脏的四维可视化

8.4.1 心脏CT数据采集

8.4.2 心脏的四维可视化

8.4.3 四维心脏VR实现

8.4.4 四维心脏最大密度投影

8.4.5 四维可视化效果

8.5 感兴趣区域四维可视化

8.5.1 局部冠状动脉仿真

8.5.2 感兴趣体积提取

参考文献

第9章 配准图像在虚拟内窥镜中的应用

9.1 概述

9.2 图像分割

9.2.1 阈值分割

9.2.2 区域生长分割

9.2.3 模糊聚类法

9.2.4 边缘检测分割法

9.2.5 实验结果与分析

9.3 路径规划

9.3.1 中心线规划技术

9.3.2 DFB距离变换法

9.3.3 虚拟相机

9.3.4 系统实现

9.4 三维重建

9.4.1 概述

9.4.2 基于光线投射算法的体绘制方法

9.4.3 中心路径特性

9.4.4 基于DFB场的中心线自动提取算法

9.4.5 算法改进

9.4.6 提取中心线

9.5 虚拟内窥镜自动漫游

9.5.1 路径平滑

9.5.2 虚拟漫游实现

参考文献

彩图

《医学图像配准技术与应用》主要阐述了与医学图像配准相关的基础知识和多种配准算法，并介绍了将配准图像应用于图像融合、多维可视化和虚拟内窥镜等领域的方法。
　　《医学图像配准技术与应用》包括三大部分：第一部分（第1～3章）涉及图像配准技术基础知识，阐述图像配准的原理、基本流程、分类和常用的技术，结合常用的搜索策略，介绍了特征空间和搜索空间的相关定义和常用算法。第二部分（第4～6章）介绍了配准对象分类方法、现有配准算法的原理和流程，目前常用的配准算法和配准效果评价标准。第三部分（第7～9章）介绍了医学图像融合和融合结果评价方法，以及配准图像在多维可视化和虚拟内窥镜中的应用，说明了配准图像在虚拟手术导航中的应用前景。