李登旺 王洪君* 万洪林 尹 勇 孙伟峰（山东大学信息科学与工程学院，济南 5000）

2（山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014）

3（山东省肿瘤医院，济南 250117）

4（中国石油大学信息与控制工程学院，东营 257061）

引言

近年来，医学影像形变配准及其应用的研究正在受到医学界和工程界的高度重视。如何提高形变配准算法的精度和速度，是图像引导放射治疗（image guided radiation therapy）和自适应放疗（adaptive radiation therapy）领域的研究热点。目前，多数配准算法复杂，耗时巨大，有些还存在需要进行手工标记、不能实现自动配准等诸多问题，束缚了它们在临床上的应用［1］。因此，研究能够有效描述形变特点的模型，提高形变配准的精度和速度，以达到临床应用的要求，是当前医学界和工程界一个富有挑战性的课题，具有非常重要的理论意义和临床价值。

例如，随着放射治疗技术的迅速发展，临床上已采用了以三维适形放射治疗（3D-CRT）和调强放疗（IMRT）为代表的精确放疗技术。目前，精确放疗通常的做法是先CT定位，由医生一次性制定放疗计划并依照此计划实施逐次照射。然而，由于在治疗过程中会不可避免的产生器官运动、变形和各种误差（如摆位误差等），这会使肿瘤（靶区）和危及器官偏离射野，从而导致肿瘤区域欠剂量照射和危及器官的过剂量照射。为解决这些问题，科学家将放射治疗机与成像设备结合在一起，在治疗时采集有关的图像信息，确定治疗靶区和重要结构的位置及相应的运动轨迹，并在必要时进行位置和剂量分布的校正，这称为图像引导放射治疗［2］。……