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四维CT肺图像提供了肺部动态信息,可广泛用于肺部疾病诊断和精确放射治疗。提出一种针对四维CT肺图像的多层次时空一致性配准方法。该方法首先从最大吸入相位的图像中提取控制点,利用结构张量跟踪算法对控制点进行跟踪;构建多层时空一致性优化模型,对控制点进行调整,从整图配准角度提高控制点配准精度;每次调整后根据配准的一致性误差,添加新的控制点,进一步降低配准的一致性误差,并对新的控制点集重新进行优化调整。该模型在空间上对形变进行约束,保持形变扭曲的平滑性;在时间上对控制点轨迹进行约束,保持控制点的轨迹平滑性;