基于核圖割模型的腹部核磁圖像分割算法研究.pdf

1、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)診斷和治療的重要手段之一，其無輻射、多方位、高分辨率成像等優(yōu)越特性使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)得到了高速的發(fā)展?，F(xiàn)在其應(yīng)用范圍已擴展到全身各個部位，廣泛應(yīng)用于組織器官的病變檢測和微創(chuàng)手術(shù)治療，在圖像引導(dǎo)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用也得到了較好的發(fā)展。本文研究的課題內(nèi)容是:在圖像引導(dǎo)的腹部外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中，核磁圖像的組織器官分割算法研究，完整和精確的分割出

2、腹部的肝臟等組織器官，為手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中病灶位置與邊界輪廓信息的確定、手術(shù)器械跟蹤的準(zhǔn)確性等提供較好的輔助條件。
　　然而腹部組織器官的分割面臨許多問題:1），腹部器官軟組織較多，相互之間的灰度值相差不大，而且相鄰器官緊挨在一起，甚至互相重疊，使得圖像上的組織邊界模糊和泄露現(xiàn)象明顯;2），形狀復(fù)雜多變，各組織器官的形狀會因個體、年齡和性別的不同呈現(xiàn)出不同的變化;3），由于核磁共振成像設(shè)備的固有因素，圖像會有較大的噪聲，存在偏移場效應(yīng)

3、，導(dǎo)致圖像灰度分布不均勻，這會對分割算法產(chǎn)生一定的干擾，使得分割的難度增大。
　　為了克服上述問題，本文對核磁圖像的分割算法進行了深入研究，主要工作和貢獻有以下幾個方面:
　　1)，簡要的闡述和分析了核磁圖像的物理原理和成像過程，了解核磁共振成像技術(shù)的原理，從本質(zhì)上理解核磁圖像分割的難點所在。將核磁圖像中偏移場效應(yīng)造成的灰度分布不均勻現(xiàn)象進行了深入分析，并將目前研究比較熱門的校正算法進行了對比分析和實驗。
　　2)，對

4、目前常見的、應(yīng)用范圍較廣的和研究比較熱門的分割算法進行了文獻綜述，分析了各種算法的優(yōu)缺點和應(yīng)用場景，展望了未來幾年核磁圖像分割算法的研究方向。
　　3)，針對腹部核磁圖像中組織器官的分割特點，提出了一種基于核圖割(kernelGraph cuts，KGC)模型的核磁圖像分割新方法。提出的方法的創(chuàng)新點主要在于:將區(qū)域增長算法和形態(tài)學(xué)膨脹/腐蝕操作結(jié)合，得到預(yù)分割的結(jié)果;然后將基于核主成分分析(kernel principal com