本文關(guān)鍵詞：磁共振圖像中半月板的自動提取和重建問題研究

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【摘要】：半月板損傷是一種常見膝關(guān)節(jié)疾病,而磁共振檢測是半月板病變檢測中的一種有效影像學方法,醫(yī)生通過觀察磁共振影像序列來診斷病情。磁共振圖像的成片往往數(shù)量較大,并且圖像中干擾信息較多,醫(yī)生通過觀察成片診斷病情的結(jié)果受主觀因素、醫(yī)療經(jīng)驗、成像質(zhì)量等多種因素影響。計算機技術(shù)作為輔助手段近年被應(yīng)用于臨床診斷領(lǐng)域。針對半月板病變輔助診斷,為解決序列磁共振圖像中目標自動提取問題,本文提出一種基于閾值處理和形狀約束的半月板自動檢測與提取方法,實現(xiàn)磁共振圖像序列中的半月板自動檢測與提取。同時針對輔助診斷中立體顯示的問題,在目標提取結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用基于醫(yī)療圖像處理軟件的體渲染、體繪制及基于移動立方體法的面繪制,實現(xiàn)了半月板的三維重構(gòu)。為半月板病變診斷提供輔助,為計算機輔助診斷奠定基礎(chǔ),同時可為教學演示、手術(shù)仿真及3D打印提供數(shù)據(jù)支持。本文的研究以醫(yī)學臨床知識為指導,以經(jīng)典計算機圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ),搭建了一個半月板自動化提取系統(tǒng),以專業(yè)醫(yī)療圖像處理軟件及體重構(gòu)算法進行三維重構(gòu),實現(xiàn)提取結(jié)果的立體化與實用性驗證。實驗最終能達到半月板目標提取準確率為84.9%,召回率為86.5%,對于典型三角形半月板的提取準確率為88.0%。通過對系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化選取,運算效率提升1倍,同時解決了感興趣區(qū)域定位錯誤、關(guān)節(jié)面軟骨誤提取等問題。相較于現(xiàn)有方法,系統(tǒng)具有更強的針對性,能夠?qū)崿F(xiàn)圖像序列批處理,系統(tǒng)運行效率高,同時算法易實現(xiàn)且擴展性強。在體重構(gòu)結(jié)果評價中,制定了一套針對重構(gòu)效果的評分方法,對重構(gòu)結(jié)果的結(jié)構(gòu)完整性、可觀測性、可操作性等方面進行評估,為搭建一個針對三維重構(gòu)結(jié)果的統(tǒng)一評價體系,進行了有益探索。
【關(guān)鍵詞】：膝關(guān)節(jié)磁共振 半月板 目標提取 閾值處理 形狀約束 三維重構(gòu)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;R445.2;R684
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 圖像分割與重構(gòu)相關(guān)問題研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 圖像分割技術(shù)11-14
• 1.2.2 圖像特征描述14-15
• 1.2.3 三維重構(gòu)技術(shù)15-17
• 1.2.4 半月板輔助診斷研究17-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 圖像分割與重構(gòu)理論19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 相關(guān)醫(yī)學知識19-23
• 2.2.1 磁共振成像特點19-20
• 2.2.2 膝關(guān)節(jié)MRI及半月板特點20-23
• 2.3 圖像分割理論23-28
• 2.3.1 灰度圖像23
• 2.3.2 閾值處理23-24
• 2.3.3 連通域理論24-26
• 2.3.4 圖像的幾何特征26-28
• 2.4 三維重構(gòu)技術(shù)28-30
• 2.4.1 Mimics軟件特性28
• 2.4.2 移動立方體法28-30
• 2.5 性能評估方法30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 半月板自動提取方法研究32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 目標定位方法32-36
• 3.2.1 ROI定位34-36
• 3.2.2 片層選擇優(yōu)化36
• 3.3 半月板目標提取36-39
• 3.3.1 自動閾值選擇與目標濾波37-39
• 3.3.2 目標原始信息提取39
• 3.4 半月板提取結(jié)果分析39-49
• 3.4.1 ROI定位結(jié)果40-44
• 3.4.2 目標提取結(jié)果44-47
• 3.4.3 目標提取性能評估47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 半月板三維重構(gòu)的實現(xiàn)與評估50-57
• 4.1 引言50
• 4.2 半月板三維重構(gòu)50-52
• 4.2.1 基于Mimics的半月板重構(gòu)50-51
• 4.2.2 基于MC算法的面繪制51-52
• 4.3 三維重構(gòu)結(jié)果分析52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果63-65
• 致謝65

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