顱腦手術(shù)具有高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的特點(diǎn)，開顱入口和路徑的確定是開顱手術(shù)的第一步，直接關(guān)系到手術(shù)的成敗。目前醫(yī)生普遍借助于手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備輔助勾畫開顱輪廓，規(guī)劃手術(shù)路徑，據(jù)此指導(dǎo)手術(shù)的實(shí)施。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)顱腦結(jié)構(gòu)中的頭皮、顱骨、腦實(shí)質(zhì)和腫瘤的三維可視化，讓醫(yī)生能夠直觀形象地觀察出手術(shù)路徑和腦部關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和功能區(qū)之間的關(guān)系�；贛RI圖像具有較高的空間分辨率和對(duì)軟組織成像效果好等優(yōu)點(diǎn)，在腦部診斷中得到廣泛應(yīng)用，本文搭建了腦部圖像的三維可視化平臺(tái)，設(shè)計(jì)了頭皮、顱骨、腦實(shí)質(zhì)和腫瘤的分割算法，并且增添了輪廓線人工修正工具，其主要工作如下： 研究了基于閾值和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合的頭皮、顱骨和腦實(shí)質(zhì)的分割方法及基于區(qū)域生長(zhǎng)的腦腫瘤的分割方法。成功克服了MRI圖像分割的難點(diǎn)，如顱骨成像不明顯；頭皮組織覆蓋面廣、厚度��；腦實(shí)質(zhì)表面深淺、走向不一的腦溝；腫瘤組織形態(tài)、種類和位置的多樣性等。其中頭皮的分割精度可以達(dá)到亞像素級(jí)別，而腦實(shí)質(zhì)的分割誤差大部分處在0.2mm以下。 搭建了三維可視化平臺(tái)，應(yīng)用合成體繪制方法和體素級(jí)面繪制技術(shù)重建出整個(gè)體數(shù)據(jù)及腦部各個(gè)結(jié)構(gòu)。體數(shù)據(jù)的可視化給醫(yī)生更完整、真實(shí)的診斷環(huán)境，而腦部各結(jié)構(gòu)借助不同的顏色和透明度屬性，在一個(gè)窗口下的同時(shí)顯示，為醫(yī)生判定規(guī)劃的手術(shù)路徑和腦部重要結(jié)構(gòu)和功能區(qū)之間的關(guān)系提供了定量化思考和比較的依據(jù)。 開發(fā)了腦部結(jié)構(gòu)分割和三維可視化軟件。利用QT在界面設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)并美化了軟件的用戶界面，借助于ITK和VTK工具箱，實(shí)現(xiàn)腦部結(jié)構(gòu)分割和可視化算法，和界面中的控件相聯(lián)系，方便醫(yī)生操作，利于臨床上的使用。 設(shè)計(jì)了組織輪廓線人工修正工具。通過人工干預(yù)，借助于“增區(qū)域”和“減區(qū)域”兩種方式改變算法中存在的過分割和少分割現(xiàn)象，提升算法的準(zhǔn)確性和臨床的適用性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R445.2;TP391.41
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 腦結(jié)構(gòu)分割算法和三維可視化的研究現(xiàn)狀
1.2.1 腦結(jié)構(gòu)分割算法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 三維可視化的研究現(xiàn)狀
1.3 腦部結(jié)構(gòu)分割的難點(diǎn)
1.4 腦部結(jié)構(gòu)分割和三維可視化軟件平臺(tái)概述
1.4.1 軟件設(shè)計(jì)所需環(huán)境的配置
1.5 本文研究?jī)?nèi)容
1.6 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 腦部 MRI 圖像結(jié)構(gòu)的分割
2.1 引言
2.2 各向異性擴(kuò)散濾波
2.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)
2.3.1 腐蝕和膨脹
2.3.2 開運(yùn)算和閉運(yùn)算
2.4 閾值處理
2.4.1 基于直方圖形態(tài)的方法
2.4.2 迭代方法
2.4.3 最大類間方差法
2.5 腦部結(jié)構(gòu)的分割
2.5.1 腦實(shí)質(zhì)的提取
2.5.2 頭皮的分割
2.5.3 顱骨的分割
2.5.4 腦部腫瘤的分割
2.6 分割輪廓修正工具
2.7 本章小結(jié)
第三章 三維可視化
3.1 引言
3.2 面繪制
3.2.1 切片級(jí)重建方法
3.2.2 體素級(jí)重建方法
3.2.3 利用 VTK 實(shí)現(xiàn)面繪制重建
3.3 體繪制
3.3.1 利用 VTK 實(shí)現(xiàn)面繪制重建
3.4 本章小結(jié)
第四章 腦圖像分割和三維可視化軟件實(shí)現(xiàn)
4.1 引言
4.2 模塊功能概述
4.2.1 分割結(jié)構(gòu)選取和輪廓修正模塊
4.2.2 分割結(jié)構(gòu)屬性控制模塊
4.3 軟件運(yùn)行流程
4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào)：
2412657
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