基于三維Zernike矩的腎動脈分割方法研究.pdf

1、隨著腎癌發(fā)病率的逐年遞增，腎腫瘤手術(shù)越來越受到重視。腎動脈與腫瘤的空間位置關(guān)系確定是腎腫瘤切除手術(shù)的關(guān)鍵步驟，因而腎動脈的精確分割十分重要。由于腎臟CTA(Computed Tomographic Angiography)圖像數(shù)據(jù)量巨大，手動分割給醫(yī)生帶來很大的工作量。本文從提高工作效率和臨床診斷準(zhǔn)確性角度出發(fā)，提出一種基于三維Zernike矩的半自動化血管分割方法，并應(yīng)用于腎臟CTA圖像動脈分割。
　　本文首先對三維血管分割方法

2、進(jìn)行總結(jié)，其中閾值區(qū)域生長算法可以高效提取血管主分支，但存在欠分割和過分割的問題。通過對CTA圖像局部區(qū)域進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)血管表現(xiàn)為高亮的三維管狀結(jié)構(gòu)，與背景的幾何結(jié)構(gòu)存在較大差異性。利用閾值區(qū)域生長算法提取局部幾何結(jié)構(gòu)并利用三維Zernike矩構(gòu)造描述局部結(jié)構(gòu)的3DZD(Three-Dimensional Zernike Descriptors)特征向量，結(jié)合支持向量機(jī)分類算法訓(xùn)練分類器。為了提高處理效率，結(jié)合全局固定閾值區(qū)域生長算法以及

3、血管主分支中軸線末梢延長區(qū)域提取感興趣區(qū)域，進(jìn)一步減少待分割數(shù)據(jù)量。利用分類器對感興趣區(qū)域體素點(diǎn)進(jìn)行分類，將分割結(jié)果與血管主分支連通提取完整血管。
　　本文對30幅腎臟CTA圖像進(jìn)行分割實驗，并通過定義評估框架下的評價指標(biāo)來度量分割結(jié)果與專家參考中軸線的相似度。在結(jié)果分析部分，通過與全局固定閾值和手動調(diào)整閾值區(qū)域生長方法進(jìn)行比較，結(jié)果表明本文方法具有較高的分割精確度，可以用于對腎臟CTA圖像中動脈血管的提取，從而為其在臨床中應(yīng)用提