非剛性醫學圖像配準是醫學圖像研究領域的熱門專題之一,具有重要的臨床應用價值。本文提出一種改進的Demons算法,將灰度守恒模型和局部結構張量守恒模型結合起來,構造一個新的能量函數處理多模態配準問題,然后采用L-BFGS算法優化能量函數,解決復雜三維數據的優化問題,并采用多尺度分層細化的思想解決大形變配準。實驗表明,本文算法對大形變和多模態三維醫學圖像配準都有較好的效果。