基于新3D直線定義的MRI腦血管分割算法研究
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【摘要】:作為一種重要的醫(yī)學(xué)影像技術(shù),核磁共振成像(MRI)因其成像清晰精細(xì)、不使用造影劑、對(duì)人體無(wú)放射性損害、幾乎可以無(wú)損傷地顯示出血管結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),在臨床醫(yī)學(xué)、圖像處理等眾多領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。但MRI腦切片中的血管灰度差別比較大、分布不均勻、背景復(fù)雜,因此,腦血管精確分割比較困難。本文利用3D直線表示提出了一種新的腦血管分割算法,旨在精準(zhǔn)地分割出MRI腦切片中的腦血管。本文的主要研究工作,有以下兩個(gè)方面:(1)針對(duì)MRI腦血管分割的困難,我們提出了一種新的3D直線表示方法。這種新的3D直線表示方法利用一個(gè)已知點(diǎn)和兩個(gè)傾斜角(參數(shù))來(lái)表示一條3D直線,與傳統(tǒng)的用6個(gè)參數(shù)或4個(gè)參數(shù)的3D直線表示方法相比,新的3D直線表示比較簡(jiǎn)單而且3D直線能夠簡(jiǎn)化為兩個(gè)2D直線的表示。此外,這種新的3D直線表示方法還采用與MRI相同的堆疊2D矩陣表示3D直線,易于推廣到MRI圖像以及其他類(lèi)似的醫(yī)學(xué)圖像中。(2)在新的3D直線表示方法基礎(chǔ)上,根據(jù)類(lèi)間方差最大和與類(lèi)內(nèi)方差最小準(zhǔn)則,提出了新的MRI腦血管分割方法。該方法首先對(duì)所選定的一組MRI腦切片進(jìn)行Z軸方向的最大強(qiáng)度投影,得到的MIP圖對(duì)應(yīng)于新3D直線表示的XOY平面;然后,構(gòu)造該組腦切片的模板,而這些模板的堆疊,就相當(dāng)于新3D表示方法中的B平面;最后,尋找類(lèi)間方差與類(lèi)內(nèi)方差之比的最大值對(duì)該組的每一張MRI腦切片進(jìn)行分割,該比值的最大值所對(duì)應(yīng)的灰度值就是腦血管分割的最佳閾值。論文采用3組不同腦血管區(qū)域的MRI腦切片,每組選取相鄰的5張切片,驗(yàn)證分割算法的精確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠較為精確地分割出MRI腦切片中的腦血管。
【關(guān)鍵詞】:磁共振成像 最大類(lèi)間方差 最小類(lèi)內(nèi)方差 3D直線檢測(cè) 腦血管分割
【學(xué)位授予單位】:四川師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:R445.2;TP391.41;R743
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-11
- 1 緒論11-17
- 1.1 研究背景及研究意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-15
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀分析13-14
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析14-15
- 1.3 論文研究?jī)?nèi)容15
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 2 閾值分割17-21
- 2.1 閾值分割原理17-18
- 2.2 最大類(lèi)間方差算法18-19
- 2.3 最小類(lèi)內(nèi)方差算法19
- 2.4 最大類(lèi)間方差與最小類(lèi)內(nèi)方差之比19-20
- 2.5 本章小結(jié)20-21
- 3 一種新的 3D直線表示方法21-25
- 3.1 一種新的 3D直線表示方法21-24
- 3.1.1 2D直線的極坐標(biāo)表示21-22
- 3.1.2 3D直線的常用表示22-23
- 3.1.3 多層 2D矩陣表示 3D直線23-24
- 3.2 本章小結(jié)24-25
- 4 腦血管分割新算法25-40
- 4.1 中心切片和可疑區(qū)域的選取26-30
- 4.2 5張相鄰MRI腦切片的MIP30-33
- 4.2.1 采用的MIP算法30
- 4.2.2 MIP實(shí)驗(yàn)結(jié)果30-33
- 4.3 模板的構(gòu)造33-35
- 4.4 MRI掃描圖像腦血管分割35-39
- 4.5 本章小結(jié)39-40
- 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析40-57
- 5.1 MRI腦血管圖像分割實(shí)驗(yàn)40-55
- 5.1.1 第一組切片40-45
- 5.1.2 第二組切片45-50
- 5.1.3 第三組切片50-55
- 5.2 本章小結(jié)55-57
- 6 總結(jié)與展望57-59
- 6.1 工作總結(jié)57
- 6.2 工作展望57-59
- 參考文獻(xiàn)59-62
- 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果62-63
- 致謝63
【相似文獻(xiàn)】
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