超声与磁共振图像配准是手术导航中的关键技术之一。近年来,随着超声成像质量的大大提高,超声引导下的手术导航系统的应用也日趋广泛。然而,由于超声图像信噪比较低,相对于磁共振图像而言,其成像质量仍不理想。术中超声图像与术前磁共振图像的配准能更精确地定位术中仪器的轨迹,更好地实施介入手术。本文利用超声和磁共振成像原理,借助光学定位器实现了超声图像与磁共振图像的初配准。在此基础上,结合PV插值技术与Powell优化算法,提出了基于伪超声和互信息的超声与磁共振图像精配准方法。本文主要工作如下:(1)研究了图像配准中有关插值方法、变换空间、搜索算法和相似性测度等技术。(2)借助光学定位器实现了超声图像与磁共振图像的初配准。主要包括:采用N线形模板实现超声探头标定、自制体膜、二维超声图像的三维重建、计算超声图像与磁共振图像初配准的变换矩阵。(3)提出了基于伪超声和互信息的配准方法,实现超声与磁共振图像的精配准。首先采用基于高斯混合模型的分割方法对磁共振图像进行分割,然后利用灰度映射方法将磁共振图像转化为伪超声图像,并通过伪超声图像与超声图像的灰度互信息实现了两种模态图像的精配准。在精配准过程中结合PV插值和改进的powell优化算法迭代搜索互信息最大以实现图像配准,可有效减少搜索过程陷入局部极值的问题。体膜及大脑数据的实验表明本文提出的借助光学定位器,并基于伪超声和互信息的超声与磁共振图像配准方法是有效的。