32、医学图像配准中的特征空间与对应准则

医学图像配准中的特征空间与对应准则

在医学图像配准领域，找到两个场景之间的对应关系是一项关键任务。为了实现这一目标，需要存在冗余信息来定义至少在某些位置的映射。

1. 对应关系的建立基础

寻找两个场景 ( f ) 和 ( g ) 之间的对应关系，要求图像特征 ( F(f) ) 和 ( F(g) ) 之间至少存在一些冗余，这样才能在两个图像中找到足够多的位置 ( x_1 ) 和 ( x_2 )，从而定义局部特征相似度 ( s(F(f (x_1)),F(g(x_2),T) )。为了将寻找正确配准函数的过程转化为一个最小化任务，相似度度量通常被定义为：在给定某个变换 ( T ) 时，当特征位置对应时，该度量值较低。

两个图像中的点若相对于某个未知的患者坐标系具有相同的位置，则被认为是等价的。然而，已知的扫描仪坐标系与患者坐标系之间的关系会受到多种因素的影响：
- 患者在扫描仪中的不同定位；
- 成像系统造成的畸变；
- 由于生理原因导致的器官移动；
- 在创建图像 ( f ) 和 ( g ) 之间进行的干预所引起的变化。

等价位置在两个图像中通常具有相似的外观，但这并不意味着不同位置的外观就一定不同。对应准则通常只适用于 ( f ) 和 ( g ) 中的部分位置，在这些位置上，相似度要么能唯一地识别患者坐标系中的对应点对（如标记的地标点），要么至少能减少可能的对应点对数量（如使用地标曲线时）。

2. 常用的特征类型

医学图像配准中常用的特征主要分为以下几类：
- 外在标记 ：如皮肤标记或立体定向框架上的标记等人工附加到身体上的标记。标记