本發(fā)明涉及磁共振序列圖像配準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

對于男性，前列腺癌(pca)是泌尿生殖系統(tǒng)最常見的腫瘤之一，占中國男性惡性腫瘤發(fā)病構(gòu)成的3.33％。在10種最普遍的癌癥中，以時間趨勢分析，從2000年到2011年發(fā)病率增加的有六種，其中，四種的年齡標(biāo)準(zhǔn)化死亡率可見上升，均包括前列腺癌。在中國，前列腺癌增加的因素目前尚不明確，但這可能與逐漸應(yīng)用前列腺特異性抗原掃描和活檢水平的提升有關(guān)，也有可能是由于逐漸西化的生活方式。西方的生活方式增加了中國的肥胖率，減少了活動量，可能會對結(jié)直腸癌和乳腺癌發(fā)病率有影響。而在西方國家，尤其是美歐，pca是第二高發(fā)的惡性腫瘤，美國最普遍的癌癥是肺癌、乳腺癌、前列腺癌和結(jié)直腸癌，其中pca占發(fā)病率的28％，年化死亡率為10％。中國癌癥生存率較低，而美國的幾種高發(fā)癌癥除了肺癌之外，預(yù)后都非常良好，pca在過去的二十年(1991-2009)死亡率降低了40％。這是因為盡早發(fā)現(xiàn)與治療可有效降低死亡率，其預(yù)后及治療主要取決于早期診斷及術(shù)前分期。

前列腺癌的診斷方法有直腸指檢，前列腺特異性抗原檢測，經(jīng)直腸超聲檢查(trus)，經(jīng)直腸活檢和磁共振圖像(mri)等。

近20年來，使用mri診斷pca發(fā)展迅速，功能性mri(fmri)，尤其是彌散加權(quán)成像(dwi)、動態(tài)對比增強(qiáng)成像，使得mri在pca的檢查、定位和分期扮演越來越重要的角色。

dwi利用水分子彌散的微觀流動特性(布朗運動)原理成像。與在純水中相比，水分子在組織中的彌散是相對受限的，組織越致密彌散受限程度越大。由癌變組織的病理及生理過程對組織細(xì)胞密度的影響而知，正常及增生前列腺組織內(nèi)，水分子運動自由度較高,而在腫瘤區(qū)域，細(xì)胞密度增大、細(xì)胞間隙縮窄，引起水分子彌散受限。將此轉(zhuǎn)化成水分子不同的彌散特性，即組織在不同磁場強(qiáng)度下成像，生成dwi序列，經(jīng)過擬合計算，可量化彌散受限的程度，從而得到表觀彌散系數(shù)(adc)圖，adc值是pca診斷的重要參數(shù)。

adc最早由lebihan提出，是一種無創(chuàng)測量生物組織中的水分子擴(kuò)散的定量信息的方法。adc圖與組織活檢共同使用，可以提高pca診斷的敏感性和特異性。

準(zhǔn)確而清晰的adc圖有助于前列腺癌的靶向活檢、定位和分期，為治療方案和治療后的癌變組織殘留和局部復(fù)發(fā)檢測提供路線圖。然而，前列腺的dwi序列中，圖像間普遍存在著空間不對齊現(xiàn)象，dwi的像素點出現(xiàn)空間位置的錯位，這導(dǎo)致在擬合計算該像素點的adc時，出現(xiàn)錯誤。該錯誤表現(xiàn)在兩個方面：(1)相應(yīng)的像素點adc值被高估，造成gleason分級錯誤；(2)視覺效果上則出現(xiàn)adc圖模糊、多偽影的情況，降低了其在臨床診斷中的價值。

對這一問題，d.francisco等人的研究主要集中在對磁共振設(shè)備的調(diào)校等前期處理上，如校正由渦流和非均勻主磁場引起的相位編碼方向的幾何失真等。實際上，在dwi成像過程中，由患者自身引起的空間不對齊也極易發(fā)生。這是因為，pca多發(fā)于老年人，dwi成像過程中，呼吸控制較差或不耐受長時間仰臥，而產(chǎn)生自主或非自主的體位移動等。此外，前列腺為軟組織，極易受到周圍臟器的蠕動、擠壓而產(chǎn)生形變。以上因素均會導(dǎo)致dwi序列空間不對齊，擬合計算出錯誤的adc值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法，以得出更準(zhǔn)確的adc圖。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,包括如下步驟：

(1)手動劃定b值為0的圖像的前列腺區(qū)，將該圖像中以前列腺為中心的方形區(qū)域從fov中剪切出來，保持剪切框在序列圖像中的相對位置不變，剪切序列圖像；

(2)應(yīng)用仿射變換配準(zhǔn)算法，消除前列腺在dwi每個掃描層內(nèi)的漂移；

(3)對上述序列再利用基于立方b樣條的非剛性配準(zhǔn)算法建模較小的形變，實現(xiàn)每幅dwi圖像內(nèi)的前列腺形變補償。

(4)計算仿射配準(zhǔn)和非剛性配準(zhǔn)后的圖像間的互信息值，當(dāng)出現(xiàn)明顯非正常值時，放棄配準(zhǔn)結(jié)果，選取原圖像作為待擬合圖像。

(5)最后，由配準(zhǔn)后的dwi序列進(jìn)行擬合，進(jìn)而得出所有空間位置的adc值，經(jīng)偽彩色處理后，生成adc圖。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,所述第(2)步的具體步驟為：

使用如下2d圖像的仿射配準(zhǔn)模型進(jìn)行校正：

這里的δx,δy,分別表示x和y方向的變換參數(shù)，θ表示旋轉(zhuǎn)，sx,sy表示縮放，kx,ky,表示x和y的剪切方向。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,所述第(3)步的非剛性配準(zhǔn)算法-基于立方b樣條的自由形變配準(zhǔn)(ffd)的具體步驟為：

通過操縱預(yù)先放置在圖像上的控制網(wǎng)格實現(xiàn)對圖像不對齊和任意扭曲的變換，網(wǎng)格的形變引起目標(biāo)形狀的改變，再通過b樣條作用，產(chǎn)生出連續(xù)和平滑的變換：

設(shè)圖像域為ω＝{(x,y)|0≤x≤x,0≤y≤y}，分辨率為nx×ny的控制網(wǎng)格為φ，網(wǎng)格間距為δ，φ中每個交叉點為控制點φi,j，基于立方b樣條的非剛性配準(zhǔn)算法為

式中：i、j表示控制點坐標(biāo)，u、v各自表示x、y方向的相對位置bl與bm表示三階b樣條基函數(shù)，

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,仿射配準(zhǔn)和ffd配準(zhǔn)算法運行過程中，采用了歸一化互相關(guān)系數(shù)(normalizedcrosscorrelation(ncc))作為相似性測度和代價函數(shù)：

式中：i1表示固定圖像的信號強(qiáng)度；i2代表浮動圖像的信號強(qiáng)度；為固定圖像的灰度標(biāo)準(zhǔn)差；為浮動圖像的灰度標(biāo)準(zhǔn)差。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,第(5)步具體步驟為：

根據(jù)式(6)，通過二項式擬合，得出每個像素空間位置的adc值。

將adc值矩陣，進(jìn)行偽彩色處理，生成adc圖。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,在非剛性配準(zhǔn)算法運行過程中，先使用較低分辨率補償臟器運動和形變偽影，之后逐漸提高分辨率，對局部的小的形變進(jìn)行校正。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,對代價函數(shù)的求解最大值計算過程中，使用擬牛頓法，滿足收斂條件優(yōu)先停止迭代過程，或最高至2000次的迭代次數(shù)也將停止計算。

所述的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法,在剛性變換程序中，使用了蟻群算法作為優(yōu)化算法。

本發(fā)明采用像素級配準(zhǔn)方法，解決了前列腺dwi序列中，臟器的移動和形變對pca診斷的影響，有效克服了前列腺dwi序列中，高b值圖像信噪比極低的情況，本方法具有較高魯棒性；應(yīng)用了本發(fā)明的圖像配準(zhǔn)方法后，dwi圖像序列的空間對齊程度較配準(zhǔn)前提高了73.32％；通過醫(yī)生觀察評估、adc量化分析、與診斷金標(biāo)準(zhǔn)對照等，一系列針對軟組織的配準(zhǔn)方法效果評估實驗，本發(fā)明的配準(zhǔn)方法具有較好的可靠性、準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

本發(fā)明利用圖像配準(zhǔn)技術(shù)，補償和校正dwi序列中的層內(nèi)圖像不對齊(包括成像過程中由于不自主移動產(chǎn)生的前列腺位移和組織不規(guī)則扭曲形變)，可提高前列腺癌臨床診斷敏感性和特異性，準(zhǔn)確定位和分級pca，并為治療后的無創(chuàng)復(fù)查提供幫助。本發(fā)明的方法有效消除了dwi中前列腺的位移和形變，擬合出的adc圖中的感興趣區(qū)偽影明顯減少。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的前列腺彌散加權(quán)圖像序列配準(zhǔn)方法流程圖。

圖2是adc值轉(zhuǎn)換得到的偽彩色adc圖。

圖3前列腺dwi序列圖像中的形變及感興趣區(qū)劃定示意圖。

圖4是dwi層片內(nèi)前列腺輪廓隨b值增高而逐漸模糊的圖像。

圖5中：

(a)為19號樣本中未處理的b＝0s/mm²dw圖像，作為參考圖像；

(b)、(c)分別為19號樣本未處理方案中b＝500s/mm²和b＝800s/mm²dw圖像；

(d)、(e)分別為(b)、(c)經(jīng)過第(2)步的仿射配準(zhǔn)方案后的dw圖像；

(f)、(g)分別為(d)、(e)經(jīng)過第(3)步的ffd方案處理后的dw圖像。

圖6為三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)處理后，高、中、低b值圖像與b0圖像間歸一化互信息(nmi)統(tǒng)計規(guī)律。

圖7為19個樣本測量值在三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)下的配對t檢驗結(jié)果：

(a)為adc中值；(b)為adc均值；(c)為四分位差。

圖8為19個樣本中某一樣本的數(shù)據(jù)集擬合得到的adc值矩陣，轉(zhuǎn)換為偽彩色圖：

(a)為未經(jīng)處理的dwi序列擬合結(jié)果；(b)為經(jīng)第(2)步仿射配準(zhǔn)處理后的dwi序列擬合結(jié)果；(c)為(b)所得經(jīng)第(3)步ffd方案處理后的dwi序列擬合的結(jié)果。

具體實施方式

以下過程在dual-core(tm)i5-4570cpu@3.20ghz,顯卡為amdradeon(tm)hd8490，內(nèi)存為4.00gb，操作系統(tǒng)為win7的計算機(jī)中實現(xiàn)，整個配準(zhǔn)方法采用insightsegmentationandregistrationtoolkit(itk)和matlab語言編寫。

mr數(shù)據(jù)包由philipsachieva3.0tbodycoil獲取，包含t1wi，t2wi，dwi，動態(tài)增強(qiáng)掃描。dwi數(shù)據(jù)采用橫定向多層2d平面回波成像(epi)獲取。單次激發(fā)epi序列參數(shù)如下：b值由0s/mm²至1200s/mm²，tr2000ms，te68ms，層厚3.0mm，層間距1mm，視野(fov)211mm,掃描時間596s。采集矩陣160×156，每位患者掃描16層片，每層的空間分辨率為1.31×1.31mm²，帶寬2985hz/px，epi因數(shù)71。mri序列和adc圖有兩位放射科醫(yī)生獨立觀察，mri顯示可疑病變的患者，行14針或更多針的trus，所有活檢樣本經(jīng)病理學(xué)家評估。

圖像配準(zhǔn)的效果在三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)下，通過對比dwi的視覺效果、互信息和adc圖進(jìn)行評估。方案“未配準(zhǔn)”是指采用原始dwi序列評估和擬合adc值。仿射變換指經(jīng)過本發(fā)明方法第(2)步處理后得到結(jié)果；ffd是指在仿射變換的基礎(chǔ)上再經(jīng)本發(fā)明的第(3)步ffd處理后得到的結(jié)果。

本發(fā)明中采用像素級圖像配準(zhǔn)方法，而不是基于特征的配準(zhǔn)：(1)dwi序列中，信號強(qiáng)度隨著b值的升高而動態(tài)衰減，導(dǎo)致前列腺輪廓逐漸模糊而難以分割，圖4所示為不同b值下(最高為2000s/mm²)dwi層片內(nèi)前列腺圖像；(2)前列腺的輪廓在不同層片之間，隨著掃描位置的不同也會動態(tài)變化。

本發(fā)明的方法為半自動非線性配準(zhǔn)算法，可校正dwi序列成像過程中由剛性位移、不規(guī)則扭曲和病人移動產(chǎn)生的錯位，如圖3所示。b值為800的圖像顯示，前列腺出現(xiàn)了明顯的形變，而且，在紅圈處可見彌散受限，疑似病灶，黃圈處為普通區(qū)域，后續(xù)實驗將驗證本方法在這兩個感興趣區(qū)的特性。

為校正dwi序列中存在的位移和形變，本方法設(shè)計開發(fā)了包含仿射配準(zhǔn)、非剛性配準(zhǔn)和adc值擬合的算法。其中非剛性配準(zhǔn)基于立方b樣條的自由形變模型開發(fā)。

具體過程：

從醫(yī)院獲取19位病人樣本，每個前列腺行16層片掃描，每層片為一個序列。根據(jù)b值的不同，每個序列中包含6-8幅圖像，分別為：b＝0、50、100、150、200、500、800、1200s/mm²。每個樣本都保存為dicom格式圖片文件，圖片中包含b值，翻轉(zhuǎn)角等信息。最終運行了3000余幅圖像的配準(zhǔn)實驗，并對其中260次的實驗結(jié)果進(jìn)行了量化評估及統(tǒng)計分析。本發(fā)明的算法包含仿射變換(全局剛性配準(zhǔn))和ffd(局部非剛性配準(zhǔn))兩部分：

t(x,y)＝tglobal(x,y)+tlocal(x,y)(1)。

按圖1所示的步驟對上述圖像進(jìn)行處理：

手動劃定b值為0的圖像的前列腺區(qū)，將該圖像中以前列腺為中心的方形區(qū)域從fov中剪切出來，去除周邊非感興趣區(qū)，保持剪切框在序列圖像中的相對位置不變，剪切序列圖像，如此處理可以兼顧計算速度和準(zhǔn)確性，以提高配準(zhǔn)的效果和降低計算時間。

b值為0的圖像具有更豐富的細(xì)節(jié)和較高的信噪比，作為固定圖像，序列中的其它6(或7)幅圖像作為浮動圖像，分別與固定圖像進(jìn)行仿射配準(zhǔn)和非剛性配準(zhǔn)。位移補償?shù)牡谝徊绞菓?yīng)用仿射變換用以消除比較大的漂移。經(jīng)過仿射配準(zhǔn)處理過的序列，被帶入到算法的下一步：非剛性配準(zhǔn)。

應(yīng)用仿射變換配準(zhǔn)算法進(jìn)行全局仿射配準(zhǔn)，消除前列腺在dwi每個掃描層內(nèi)的漂移：

仿射變換模型描述的是不同成像時間和磁場扭曲影響下，前列腺dwi序列的整體位移、縮放和旋轉(zhuǎn)。這些空間上的不重合可以使用如下2d圖像的仿射配準(zhǔn)模型進(jìn)行校正：

這里的δx,δy,分別表示x和y方向的變換參數(shù)，θ表示旋轉(zhuǎn)，sx,sy表示縮放，kx,ky,表示x和y的剪切方向。

對經(jīng)過仿射變換配準(zhǔn)的序列再利用基于立方b樣條的非剛性配準(zhǔn)算法建模較小的形變，實現(xiàn)每幅dwi圖像內(nèi)的前列腺形變補償：

仿射變換只能粗略校正較大的偏移，而對于因水分子彌散而產(chǎn)生的不規(guī)則區(qū)域的校正則需要局部的更為精細(xì)的變換。在mri中，前列腺的局部形變及其特征存在明顯的個體差異，難于用統(tǒng)一的參數(shù)化變換模型來描述。本發(fā)明采用對軟組織形變具有高適應(yīng)性的建模方法，即應(yīng)用基于立方b樣條的自由形變模型(ffd)對層片內(nèi)前列腺dwi序列進(jìn)行校正。ffd通過操縱預(yù)先放置在圖像上的控制網(wǎng)格實現(xiàn)對圖像不對齊和任意扭曲的變換，網(wǎng)格的形變引起目標(biāo)形狀的改變，再通過b樣條作用，產(chǎn)生出連續(xù)和平滑的變換。設(shè)圖像域為ω＝{(x,y)|0≤x≤x,0≤y≤y}，分辨率為nx×ny的控制網(wǎng)格為φ，網(wǎng)格間距為δ，φ中每個交叉點為控制點φi,j，ffd可表示為

式中：i、j表示控制點坐標(biāo)，u、v各自表示x、y方向的相對位置bl與bm表示三階b樣條基函數(shù)，

校正的效果與控制網(wǎng)格φ的分辨率相關(guān)，分辨率越高，對形變校正的越精細(xì)，但同時計算量和計算時間也越長。因此本方法采用了金字塔式多分辨率的策略。

在前列腺dwi序列中，信號強(qiáng)度分布關(guān)系是線性的，因此仿射變換和ffd變換算法運行過程中，采用了歸一化互相關(guān)系數(shù)(normalizedcrosscorrelation(ncc))作為相似性測度和代價函數(shù)：

式中：i1表示固定圖像的信號強(qiáng)度；i2代表浮動圖像的信號強(qiáng)度；為固定圖像的灰度標(biāo)準(zhǔn)差；為浮動圖像的灰度標(biāo)準(zhǔn)差。

金字塔策略是一種由粗到細(xì)的迭代式優(yōu)化算法，突出優(yōu)點是具有較高收斂半徑，對局部最優(yōu)的高魯棒性，更快的速度。因此，在非剛性配準(zhǔn)算法運行過程中，先使用較低分辨率，用以補償運動偽影。之后逐漸提高分辨率，對局部的小的形變進(jìn)行校正。對代價函數(shù)的求解最大值計算過程中，使用擬牛頓法，滿足收斂條件優(yōu)先停止迭代過程，或最高至2000次的迭代次數(shù)也將停止計算。而在剛性變換程序中，使用了蟻群算法作為優(yōu)化算法。

計算仿射配準(zhǔn)和非剛性配準(zhǔn)后的圖像間的互信息值，當(dāng)出現(xiàn)明顯非正常值時，放棄配準(zhǔn)結(jié)果，選取原圖像作為待擬合圖像。

最后，由配準(zhǔn)后的dwi序列進(jìn)行曲線擬合，根據(jù)式(6)得出adc值。

通常情況下，為方便放射科醫(yī)生評閱，需將adc值矩陣，進(jìn)行偽彩色處理，例如，生成如圖2所示的adc圖。

通過以下幾個方面對按上述步驟處理得到的結(jié)果進(jìn)行評定：

一、使用philips的dicom查看器顯示dwi，經(jīng)有豐富經(jīng)驗的放射科醫(yī)生觀察并手動篩選出前列腺變形明顯的樣本序列。之后，使用此軟件中“l(fā)ine-function”功能，測量前列腺發(fā)生形變位置的長度，評估形變的等級。最后，對比未配準(zhǔn)與仿射配準(zhǔn)、ffd方案的樣本，評估形變補償?shù)男Ч?/p>

二、量化評估三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)下圖像的對齊精度，計算的nmi等參數(shù)值。除此之外，為評估三種方案對低b值和高b值圖像的不同配準(zhǔn)效果，對nmi做了統(tǒng)計實驗。統(tǒng)計實驗中，當(dāng)放射變換出現(xiàn)不合理的旋轉(zhuǎn)或縮放變換，則手動刪除配準(zhǔn)圖像，而保留原始圖像的數(shù)據(jù)。

三、比較三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)下得到的adc值，驗證并評估配準(zhǔn)的效果。如圖3所示，每個樣本的b＝0s/mm²原始圖像中均手動設(shè)置兩個直徑為16mm的roi，并向其它兩種方案的圖像中傳遞。每個roi大約包含120個像素點。第一個roi(圖3虛線圓圈，手動定位在前列腺的異質(zhì)性腫瘤區(qū)域，用以評估配準(zhǔn)對病灶區(qū)域的效果。第二個roi(圖3實線圓圈)定位在前列腺勻質(zhì)區(qū)域，用以評估配準(zhǔn)算法對一般性區(qū)域的影響，并作為第一個roi區(qū)的參照。三種方案得到的adc值，經(jīng)偽彩色化處理，得到的adc圖先行視覺評估。然后量化分析所有樣本的adc中值、adc值均勻性(使用四分位差interquartileranges(iqr))和評價彌散程度(adc均值)。最后，使用配對t檢驗對比三種方案下adc中值、iqr、adc均值的分布。

評定結(jié)果

(1)視覺評估(驗證配準(zhǔn)算法的有效性并分析配準(zhǔn)的視覺效果)：

如圖5所示，經(jīng)放射科醫(yī)生對dwi樣本中前列腺最大的層片進(jìn)行測量，平均水平位移16像素，達(dá)到前列腺平均寬度的4.83％，垂直方向為29像素(8.9％)。圖5顯示了該樣本同一層片內(nèi)，在三種方案(未配準(zhǔn)、仿射變換和ffd)下b＝500s/mm²、b＝800s/mm²圖像與b＝0s/mm²圖像的對齊程度。其中b＝500s/mm²圖像接近b＝0s/mm²圖像，僅有少量漂移，而b＝800s/mm²與之則存在較大類似受到擠壓而產(chǎn)生的形變。這種形變通過ffd方案的實施得到了有效補償。

對于第一個roi，全部樣本在三種方案下，每一序列中各b值圖像與b值為零圖像的歸一化互信息統(tǒng)計如表1所示，經(jīng)過仿射配準(zhǔn)后的互信息提升了2.6％，經(jīng)非剛性配準(zhǔn)后的互信息則提高了73.32％。

表1第一個roi歸一化互信息

而對于整幅圖像中以前列腺為中心的方形區(qū)域的對齊情況如圖6所示(各b值圖像)，ffd方案的對齊效果高于另外兩個方案。如b＝100s/mm²與b＝0s/mm²圖像，三種方案下，nmi的均值分別為1.3146,1.3346,2.1696；b＝500s/mm²圖像與b＝0s/mm²圖像，nmi的均值分別為1.1284,1.1627,1.9675；b＝800s/mm²圖像與b＝0s/mm²圖像nmi的均值分別為0.9482,1.0133,1.8420。在這里，由于受到信噪比的影響，所以nmi隨著b值的升高呈遞減變化。該結(jié)果顯示，在b＝100、500、800s/mm²圖像中，未處理和ffd方案下的nmi均存在顯著性差異(配對t檢驗，*p<0.05,**p<0.01)，說明ffd配準(zhǔn)在各b值圖像中均有效。

(2)adc值的量化分析

由19組數(shù)據(jù)集的兩個roi計算得到的adc平均值、中值和iqr如表2所示，數(shù)據(jù)由19個數(shù)據(jù)集計算得出，(a)代表第一個roi，(b)代表第二個roi，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，簡要結(jié)果如圖8所示。誤差條表示所有19個樣本測量值的標(biāo)準(zhǔn)差，adc中值、adc均值和四分位數(shù)差的數(shù)據(jù)子集分別由未處理、仿射變換、ffd配準(zhǔn)三種方案獲得，配對t檢驗結(jié)果如圖8所示，在三種方案中，ffd方案均獲得最低的adc中值、均值和四分位數(shù)差。

第一roi的adc中值分別是：未處理方案為0.9523；仿射配準(zhǔn)為0.9193；ffd配準(zhǔn)為0.8385。第二個roi的adc中值分別是：未處理方案為1.0707；仿射配準(zhǔn)為1.0335；ffd配準(zhǔn)為0.9427。統(tǒng)計結(jié)果顯示，第一roi在未處理時得到的adc中值均比仿射變換和ffd兩個方案高：分別高出3.6％和13.6％。這種趨勢同樣發(fā)生在第二roi。第一roi的adc均值在三種方案中分別為：1.2070；1.2388；1.1。第二roi的adc均值分別為：1.3543；1.3900；1.2342。而無論是哪個roi，最低的adc均值出現(xiàn)在ffd方案中，這表明ffd可部分減少錯誤估值點的數(shù)量。對某一數(shù)據(jù)集，兩個roi的iqr(表征adc值的均勻性)出現(xiàn)在ffd配準(zhǔn)方案中，這表明，ffd方案能夠使得adc圖中各組織的輪廓更為清晰。

(3)adc圖的視覺評估

由某位患者的數(shù)據(jù)集擬合得到的adc圖如圖8所示，從adc圖的視覺檢查顯示出ffd方案較其它兩種方案得到更高視覺質(zhì)量的adc圖，前列腺和疑似病灶的輪廓更加清晰，利于病灶的分期和分級，同時，擬合數(shù)值錯誤的數(shù)據(jù)點減少。而使用未處理序列和仿射配準(zhǔn)序列擬合的adc圖，視覺效果相似。

由某一b值范圍在0至800s/mm²的序列擬合得到的adc圖如圖8(a)所示。仿射配準(zhǔn)和ffd配準(zhǔn)后得到的adc圖分別為8(b)、8(c)。對齊效果由兩位經(jīng)驗豐富且精通t2wi和dwi的放射科醫(yī)生評估。dwi序列中出現(xiàn)信號隨b值更高異常增強(qiáng)的區(qū)域，同樣在adc圖中可見該區(qū)域彌散受限改變，說明adc圖有效。(a)圖缺少病灶輪廓等信息。而(b)圖呈現(xiàn)更清晰的病灶位置和輪廓信息，但由形變產(chǎn)生偽影沒有消除。相比之下，(c)圖可為診斷和穿刺提供更精確的相關(guān)信息，ffd配準(zhǔn)可有效消除和補償前列腺dwi成像時產(chǎn)生的漂移和形變。該樣本最后經(jīng)trus活檢，病理檢查結(jié)果為gleason分級4+4＝8，與放射科醫(yī)生的評估結(jié)論一致。