基于CT圖像的三維管道系統(tǒng)提取.pdf

1、目前,三維管狀物的提取模型和可視化呈現(xiàn)是數(shù)字外科研究的熱點(diǎn)課題。在治療肝臟疾病比如肝癌,了解血管的空間位置對(duì)醫(yī)生在手術(shù)前設(shè)定手術(shù)預(yù)案有很大幫助。所以人體內(nèi)部三維血管的提取在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)中扮演著很重要的角色,對(duì)器官疾病的診療意義重大。
　　本文回顧近年來醫(yī)學(xué)圖像中有關(guān)血管提取的研究技術(shù),結(jié)合肝臟醫(yī)學(xué)圖像自身的特點(diǎn)提出了一套有效解決肝臟血管提取的方法,該方法能提取出多尺度三維血管樹,立體、直觀呈現(xiàn)三維血管空間結(jié)構(gòu),為計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)

2、劃系統(tǒng)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。論文的主要工作包括:
　　(1)介紹CT圖像的獲取,著重介紹了多螺旋CT造影技術(shù)、DICOM圖像格式、圖像前期處理中的噪音處理和肝臟分割。在第二章中,對(duì)目前主流血管分割技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說明。
　　(2)采用Hessian矩陣增強(qiáng)算法,根據(jù)肝臟血管粗細(xì)尺度不同進(jìn)行不同的增強(qiáng)操作,并實(shí)現(xiàn)多尺度的融合。由于肝臟原始圖片數(shù)據(jù)量大,所以首先利用基于統(tǒng)計(jì)的閾值法處理原始肝臟得到初始血管;接下來計(jì)算初始血管中有效的體素

3、點(diǎn)的Hessian矩陣,計(jì)算特征向量和特征值,根據(jù)這兩個(gè)特性判斷該體素點(diǎn)是否滿足增強(qiáng)要求,得到增強(qiáng)的血管樹。該增強(qiáng)算法可以進(jìn)行多尺度的融合,簡(jiǎn)單有效。
　　(3)血管樹增強(qiáng)后再采用基于GMM-EM的算法進(jìn)一步分割血管。本文介紹了混合高斯模型(GMM)和最大期望算法(EM)的原理,并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了該算法的有效性。最后利用空間三維連通性,提出基于有效連通域的三維算法實(shí)現(xiàn)血管樹的連通。
　　(4)本文所應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃系統(tǒng)為