Deformable image registration, aiming to find spatial correspondence between a given image pair, is one of the most critical problems in the domain of medical image analysis. In this paper, we present a generic, fast, and accurate diffeomorphic image registration framework that leverages neural ordinary differential equations (NODEs). We model each voxel as a moving particle and consider the set of all voxels in a 3D image as a high-dimensional dynamical system whose trajectory determines the targeted deformation field. Compared with traditional optimization-based methods, our framework reduces the running time from tens of minutes to tens of seconds. Compared with recent data-driven deep learning methods, our framework is more accessible since it does not require large amounts of training data. Our experiments show that the registration results of our method outperform state-of-the-arts under various metrics, indicating that our modeling approach is well fitted for the task of deformable image registration.


翻译:变形图像登记旨在寻找特定图像配对之间的空间对应,是医学图像分析领域最关键的问题之一。在本文中,我们提出了一个通用的、快速的和准确的二异形图像登记框架,利用神经普通差异方程式(NODs ) 。我们将每个 voxel 模型作为移动粒子,并将3D 图像中所有 voxel 的集体视为一个高维动态系统,其轨迹决定了目标变形场。与传统的优化方法相比,我们的框架将运行时间从数十分钟缩短到数十秒。与最近数据驱动的深层学习方法相比,我们的框架更容易使用,因为它不需要大量的培训数据。我们的实验显示,我们方法的登记结果在各种度下超过了艺术的形状,表明我们的模型方法非常适合变形图像登记任务。

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