SPM的图像预处理-上海交通大学医学院.pptVIP

上海交通大学博士学位答辩 基于脑区形态测量法的PET图像分析 SPM的图像预处理 图像预处理的目的 消除个体差异，使不同个体的图像可以彼此比对。 消除同一个体不同时间点所成图像之间的差异。 消除噪音；扩大有效信号的空间范围。 提取脑部的不同组织结构。 SPM的预处理界面 图像预处理选项的说明 图像归一化（Normalize）是核医学图像最重要的处理步骤，针对不同的个体。 图像配准（Coregister）假设图像为刚体，针对同一个体。 图像排列（realign）针对同一个体，在短时间内的序列图像，多用于fMRI图像。 图像平滑（Smooth）用于滤除噪声 图像分割（Segment）多用于MRI图像处理。 图像预处理的原理 图像归一化、配准和排列等操作，将不同模式或者时间点的图像，通过空间变换映射到同一坐标系中，以 充分利用图像所含的信息，实现图像间的比对； 问题1：如何变换 问题2：如何评价变换 空间变换可以分为线性变换和非线性变换两种； 空间变换的线性方法 仿射变换 矩阵组合形式 平移矩阵 空间变换的线性方法 旋转矩阵 空间变换的非线性方法 多项式 基函数 空间变换结果的评判 基于特征点的方法 代价函数 原始图像 选择特征点 空间变换 基于表面的方法 分割表面 表面非线性形变 最小二乘法 误差： 改变空间变换的参数后，误差为： 目的找到恰当的参数，使最小： SPM在realign，normalize的过程中都使用了最小二乘法 基于相似性的方法 相关性 联合熵 互信息 相似性的图像配准 互信息配准方法针对刚体配准有良好的效果 针对互信息方法的改进 基于分割的配准方法 将图像分割为不同组织 不同组织分别进行配准，以解决不同组织灰度差异的问题 SPM在处理fMRI时，会使用该方法 图像空间重采样 空间变换后的图像要进行重采样 空间重采样的常见方式 最近邻 双线性 多项式（3次） 样条 不同插值方法的结果 选择插值方法需要综合考虑精度和速度 图像配准的误差 任何图像配准方法都可能会存在误差 空间变换的模型、空间变换参数的计算、空间重采样都有可能引入误差 图像配准精度的验证 主观验证 模型验证 标记点验证 对图像配准的验证始终是困难的 SPM图像空间变换的步骤 使用刚体模型进行线性变换 使用基函数模型进行非线性变换 图像平滑 SPM使用3维高斯函数进行图像平滑处理 将体素扩展为区域 增加敏感性 提高SPM的稳定性 对象内部的平均 总结 主要参考资料 http://www.imm.dtu.dk/?fn/bib/Nielsen2001Bib/ 张剑戈　潘家普，医学图像配准技术，上海第二医科大学学报，2003，23(2):180-182 http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ Ji Jim Xiuquan，Pan Hao, Liang Zhi-Pei , Further Analysis of Interpolation Effects in Mutual Information-Based Image Registration IEEE transactions on medical imaging, 2003，22( 9):1131-1140 Lehmann TM, G¨onner G, Spitzer K, Survey: Interpolation Methods in Medical Image Processing, IEEE transactions on medical imaging, 1999 18(11): 1049-1075 谢谢! * 2008-10-17 上海交通大学医学院 张剑戈 zhangjg@ 2008 2008 2008 2008 2008 2008 旋转 仿射 投影 2008 2008 　 分割与先验知识 互信息 联合熵 相关比 　 根据图像的相似性　 　 　 相关性 灰度差的平方和　 最小二乘法 体素 图像分割 　 面 　 内标记 　 外标记 线 无创 内标记 简单 外标记 点 特点 子类 大类 配准的度量方法 误差是计算配准参数的准则 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 新华医院 2008 2008 2008 2008 2008 2008