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PETCT胸腹部图像配准算法研究及系统设计开题报告

1.研究背景与意义

PETCT（PositronEmissionTomography-ComputedTomography）是一种重要的医学成像技术。它结合了正电子发射断层扫描（PET）和计算机断层扫描（CT）两种成像技术，能够同时获得身体内部结构和代谢活性信息，对临床诊断和治疗具有重要的意义。然而，PET和CT成像所得到的结构信息和代谢活性信息并不是在同一个时刻获取的，因此需要将它们进行配准，使其结合成为一个完整的图像。

目前，PETCT图像配准技术已经在临床上得到广泛应用。但是，由于PET和CT成像技术的不同特性，以及图像获取过程中可能存在的运动伪影等因素，导致PET和CT图像之间存在较大的不一致性，配准过程中存在难度和挑战。因此，如何针对PETCT图像配准问题进行研究和探索，对推动PETCT技术的发展和临床应用具有重要的意义。

2.研究目标和内容

本研究旨在针对PETCT图像配准问题进行深入研究，研究内容主要包括以下方面：

（1）了解PETCT图像配准的基本原理和算法，研究不同的配准算法的优缺点；

（2）分析PETCT图像配准中所存在的问题和挑战，针对伪影和运动畸变等问题进行探讨，并提出针对性的改进措施；

（3）设计并实现一套PETCT图像配准系统，系统应具有良好的可靠性和实用性，能够对现有的PETCT图像进行配准，并提供相应的图像分析和处理功能。

3.研究方法

本研究主要采用文献研究和实验研究相结合的方法，具体步骤如下：

（1）对现有的PETCT图像配准算法进行研究和总结，包括基于互信息的配准算法、基于特征点的配准算法、基于形态学的配准算法等；

（2）分析和评估这些配准算法的优缺点，进一步探讨它们在实际应用中可能存在的问题和局限性；

（3）在真实的PETCT图像数据上进行实验验证，评估各种配准算法的性能和效果，比较它们的优缺点，为系统设计提供参考；

（4）基于实验结果，设计一套可靠有效的PETCT图像配准系统，并进行实现和调试。

4.预期结果和创新点

本研究的预期结果如下：

（1）对现有的PETCT图像配准算法进行深入的研究和总结，评估它们的性能和优缺点；

（2）提出一些改进措施，针对PETCT图像配准中存在的问题提供解决方案；

（3）设计并实现一套可靠有效的PETCT图像配准系统，以及相应的图像分析和处理功能；

（4）在真实的PETCT图像数据上进行实验验证，证明该系统的实用性和可行性。

本研究的创新点主要包括：

（1）研究了基于形态学的PETCT图像配准算法，提出了一些基于形态学形态学的核运算和形态学的图像区域分割方法，并将其用于PETCT图像配准；

（2）提出一种基于互信息的图像配准方法，并结合局部特征点匹配进行全局优化，针对运动畸变产生的问题提出了相应解决方案；

（3）设计并实现一套完整的PETCT图像配准系统，能够对PETCT图像进行配准，并提供相应的图像分析和处理功能。

5.参考文献

[1]AshburnerJ,FristonKJ.Nonlinearspatialnormalizationusingbasisfunctions.HumanBrainMapping,1999,7(4):254-266.

[2]ModatM,RidgwayGR,TaylorZA,etal.Fastfree-formdeformationusinggraphicsprocessingunits.ComputerMethodsProgramsinBiomedicine,2010,98(3):278.

[3]KimT,ZengR,ODonnellLJ.Imageregistrationofpre-andpost-radiotherapyMRIofbraintumorsusinganatomicalandimageintensityfeatures.MedicalPhysics,2011,38(9):4855-4868.