16551

16551

انطباق سه بعدي تصاوير MRوFMR ستون فقرات

كارشناسي ارشد

هوش مصنوعي

بهمن ماه 1394

دكتر محسن سرياني - دكتر محمد علي عقابيان

كامپيوتر

چكيده انطباق يكي از شاخه‌هاي فعال در زمينه‌ي پردازش تصاوير مي‌باشد كه براي تطبيق دادن مختصات فضايي تصاوير مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در واقع هدف از انطباق تصوير پيدا كردن تبديل هندسي بين دو يا چند تصويراست كه در حالت كلي، بايد تناظري يكتا بين يك نقطه از يك تصوير و نقطه‌اي ديگر از تصوير دوم به نحوي پيدا نمود كه هر دو نشان‌دهنده‌ي يك نقطه از صحنه باشند. از كاربردهاي انطباق ، ميتوان به انطباق تصاوير پزشكي از جمله تصاوير مربوط به ستون فقرات اشاره نمود . ستون فقرات به عنوان يك بخش مهم و البته آسيب پذير در سيستم عصبي بدن شناخته ميشود كه ممكن است بر اثر سانحه و يا عوامل ارثي (بيماري اسكليوز يا انحراف ستون مهره ها ) دچار حالتي غير طبيعي گردد. در اين پروژه از يك روش غير خطي جهت انطباق تصاوير ستون فقرات استفاده ميكنيم. هدف از اين پروژه انطباق تصاوير MR با FMR ميباشد تصاوير FMR به دليل ماهيت خود، تصاويري با رزولوشن و كنتراست پايين هستند و تنها نواحي كه نشاندهنده قسمت فعال شده عضو ميباشد كنتراست خوبي دارند اما تصاوير MR تصاويري با رزولوشن بالا هستند و داراي جزئيات اناتوميكي خوبي مي باشند. از اين رو جهت تقويت تصميم‌گيري در تشخيص توسط اين روش‌ها پيشنهاد مي‌شود اين گونه تصاوير را با استفاده از به حداكثر رساندن اطلاعات متقابل در هر دو تصوير بر هم منطبق نمود و سپس به تفسير و عيب‌يابي در آن‌ها پرداخت. روش پيشنهادي در اين پايان نامه انطباق تصاوير با يك روش غير خطي و مبتني بر حداكثر نمودن نرخ همبستگي است. اين روش قبلا روي تصاويرMR و FMR مغز انجام شده ولي براي اولين بار روي تصاوير ستون فقرات ارزيابي مي شود و در سه سطح هرمي رزولوشن انجام ميگيرد. در انطباق دو بعدي، برشهاي تصاوير MR و FMR بصورت دو به دو با هم تطبيق داده مي شوند ولي در انطباق 3 بعدي يك مجموعه از تصاوير MR و FMR بصورت همزمان تطبيق داده مي شوند. نتايج حاصله از اعمال روش پيشنهادي در انطباق دو بعدي و سه بعدي تصاوير MR و FMR ستون فقرات ارزيابي شده اند و در نهايت اين روش با يك روش پارامتريك مورد مقايسه قرار گرفته است كه نتايج حاصله دقت، سرعت و كارايي روش پيشنهادي را تاييد ميكند. در مقايسه نتايج انطباق دو بعدي با سه بعدي نشان داده شد كه انطباق دو بعدي هر جفت تصوير 4ثانيه و جمعا براي 136 برش 500 ثانيه زمان لازم دارد اما چنانچه از انطباق سه بعدي استفاده شود مدت زمان مورد نياز براي 136 اسلايس 190 ثانيه ميباشد. همچنين مقدار معيار شباهت در انطباق سه بعدي0.6 ودر انطباق دو بعدي 0.5 است . واژه‌هاي كليدي: انطباق تصوير،MRI ،FMRI ، Variational Method، ستون فقرات

1395/11/18

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Registration is one of the most important fields in image processing. Registration methods allow us to find best geometric correspondence between two images. The goal is to register anatomical an​d functional spine images of the same patient to localize functionality in anatomical images with maximizing a similarity measure. One of the applications of registration is medical image registration for spinal cord MR an​d FMR images. Spinal cord is known as an important an​d vulnerable part in nerv system. This part can be abnormal because of accident o​r genetic factors. In this project we use a non-rigid registration method to register spine images. Most previous experiments have been tested on brain images an​d it is the first time that the variational method has been used for 2D an​d 3D registeration of spine images in 3 resolution levels. The quality of the registration results has been compared with results of a parametric method. The results show that variational method produces better results in terms of accuracy an​d time compared to parametric methods. It is shown that the time for 2D registration of images for 136 slices is 500 s an​d for 3D registration is 190 s. Correlation ratio as similarity measure for 2D registration is 0.5 an​d for 3D registration is 0.6. Keywords: image registration, non-rigid deformation, Spine images