基于ITK與VTK的輔助診斷三維可視化重建算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 05:45
有報(bào)告指出,中國(guó)是世界上肝病發(fā)生率最高的國(guó)家。三維重建技術(shù)作為輔助醫(yī)療手段是肝臟診療的關(guān)鍵技術(shù)之一。其主要過(guò)程是先對(duì)肝臟及病灶進(jìn)行自動(dòng)化分割,然后將分割結(jié)果進(jìn)行可視化處理,從而為醫(yī)生的臨床診斷提供更加直觀的圖像引導(dǎo),提高診斷的準(zhǔn)確率。本文基于此背景,在三維重建過(guò)程中對(duì)肝臟的自動(dòng)化分割及可視化重建效率做了相關(guān)研究。本研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)提出一種對(duì)腹部肝臟及病灶的自動(dòng)化分割算法。級(jí)聯(lián)兩個(gè)全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使用3DIRCAD公開(kāi)數(shù)據(jù)集為訓(xùn)練數(shù)據(jù),獲得特征模型。所得肝臟及病灶的分割結(jié)構(gòu),與條件隨機(jī)場(chǎng)相結(jié)合,最終得到了較為精確的分割結(jié)果。(2)提出一種面繪制移動(dòng)立方體時(shí)間優(yōu)化的快速算法。在繪制過(guò)程中,對(duì)體素的遍歷條件加以約束,減少對(duì)空體素等勢(shì)面的提取,以分割出的3DIRCAD數(shù)據(jù)集為輸入,獲取肝臟的三維重建圖像。與直接利用移動(dòng)立方體算法直接繪制的肝臟圖像相比,重建時(shí)間有一定程度的縮短,重建效果較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:結(jié)合級(jí)聯(lián)全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和條件隨機(jī)場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)集3DIRCAD中肝臟的自動(dòng)化分割精度能達(dá)到94%;提出面繪制時(shí)間優(yōu)化算法重建時(shí)間上有10%的縮減:從分割后的重建效果看,精準(zhǔn)的分割能...
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1肝臟分割與可視化總流程??2.1?DICOM格式解析??
圖2-2?CT圖像中的個(gè)人信息??
均值濾波算法和灰度增強(qiáng)算法進(jìn)行了驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。??⑴為了清楚的觀察到濾波后肝臟位置的濾波效果與邊緣情況,先利用ITK??把肝臟部位從腹部圖2-5剪切出來(lái),然后在分別對(duì)其進(jìn)行中值濾波與均值濾波的??降噪驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2-6和圖2-7展示,我們可以明顯的觀察到均值濾波在??濾掉椒鹽噪聲的同時(shí)邊緣輪廓也被明顯的“擦除”掉,而中值濾波很好的保留了??邊緣信息。??(2)為了顯示高斯濾波的突變效果,利用二階拉普拉斯兌子對(duì)腹部圖2-8進(jìn)行??濾波實(shí)驗(yàn),從濾波效果圖2-9上來(lái)看,肝臟和邊緣都冇丫明顯的iY品,但隨之增??加的還冇-些噪聲斑點(diǎn)和無(wú)關(guān)信息。所以在進(jìn)行灰度增強(qiáng)濾波時(shí)需耍進(jìn)行利弊的??冇所權(quán)衡。??閣2-5肝臟加噪原閣?閣2-6屮攸濾波結(jié)災(zāi)圖?閣2-7均攸濾波結(jié)采閣??圖2-8腹部CT?圖2-9增強(qiáng)結(jié)果圖??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)肝癌發(fā)病狀況與趨勢(shì)分析[J]. 左婷婷,鄭榮壽,曾紅梅,張思維,陳萬(wàn)青. 中華腫瘤雜志. 2015 (09)
[2]改進(jìn)椒鹽去噪方法在井下圖像中的應(yīng)用[J]. 王焱,劉海濤. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(17)
[3]基于層次上下文活動(dòng)輪廓的三維CT肝臟圖像分割[J]. 吉宏偉,何江萍,楊新. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(02)
[4]基于核圖割模型的肝臟CT圖像腫瘤分割[J]. 楊柳,陳永林,王翊,譚立文,陳偉. 計(jì)算機(jī)工程. 2014(03)
[5]基于改進(jìn)算法的自動(dòng)種子區(qū)域生長(zhǎng)圖像分割[J]. 魏津瑜,施鶴南,蘇思沁. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S2)
[6]基于統(tǒng)計(jì)信息及個(gè)體信息的統(tǒng)計(jì)形狀模型的肝臟分割[J]. 李春麗,張久樓,馮前進(jìn). 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[7]改進(jìn)的變分自適應(yīng)中值濾波算法[J]. 孫海英,李鋒,商慧亮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]虛擬三維人體解剖學(xué)展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 羅嘉倫,廖丙修,饒勇星,楊翀,涂臘根. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2011(26)
[9]DICOM醫(yī)學(xué)圖像與BMP格式的轉(zhuǎn)換研究[J]. 孫亦博,朱玲利. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2010(08)
[10]虛擬肝技術(shù)在肝癌治療中的應(yīng)用[J]. 劉景豐,林科燦. 臨床外科雜志. 2009 (09)
博士論文
[1]基于水平集方法和模糊模型的醫(yī)學(xué)圖像分割算法研究[D]. 劉宇.吉林大學(xué) 2016
[2]基于GPU的高性能并行算法研究[D]. 白洪濤.吉林大學(xué) 2010
[3]基于GPU的高質(zhì)量交互式可視化技術(shù)研究[D]. 鄭杰.西安電子科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]高清體繪制算法的研究[D]. 徐冰.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于MC算法的醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究[D]. 楊亞靜.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[3]基于統(tǒng)計(jì)形狀模型的肝臟圖像分割算法研究[D]. 李春麗.南方醫(yī)科大學(xué) 2012
[4]利用CAD數(shù)據(jù)的視景仿真三維建模及其模型簡(jiǎn)化技術(shù)研究[D]. 彭云云.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]基于水平集模型的形狀先驗(yàn)分割算法及其在肝臟分割的應(yīng)用[D]. 程侃.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):2954433
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1肝臟分割與可視化總流程??2.1?DICOM格式解析??
圖2-2?CT圖像中的個(gè)人信息??
均值濾波算法和灰度增強(qiáng)算法進(jìn)行了驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。??⑴為了清楚的觀察到濾波后肝臟位置的濾波效果與邊緣情況,先利用ITK??把肝臟部位從腹部圖2-5剪切出來(lái),然后在分別對(duì)其進(jìn)行中值濾波與均值濾波的??降噪驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2-6和圖2-7展示,我們可以明顯的觀察到均值濾波在??濾掉椒鹽噪聲的同時(shí)邊緣輪廓也被明顯的“擦除”掉,而中值濾波很好的保留了??邊緣信息。??(2)為了顯示高斯濾波的突變效果,利用二階拉普拉斯兌子對(duì)腹部圖2-8進(jìn)行??濾波實(shí)驗(yàn),從濾波效果圖2-9上來(lái)看,肝臟和邊緣都冇丫明顯的iY品,但隨之增??加的還冇-些噪聲斑點(diǎn)和無(wú)關(guān)信息。所以在進(jìn)行灰度增強(qiáng)濾波時(shí)需耍進(jìn)行利弊的??冇所權(quán)衡。??閣2-5肝臟加噪原閣?閣2-6屮攸濾波結(jié)災(zāi)圖?閣2-7均攸濾波結(jié)采閣??圖2-8腹部CT?圖2-9增強(qiáng)結(jié)果圖??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)肝癌發(fā)病狀況與趨勢(shì)分析[J]. 左婷婷,鄭榮壽,曾紅梅,張思維,陳萬(wàn)青. 中華腫瘤雜志. 2015 (09)
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[3]基于層次上下文活動(dòng)輪廓的三維CT肝臟圖像分割[J]. 吉宏偉,何江萍,楊新. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(02)
[4]基于核圖割模型的肝臟CT圖像腫瘤分割[J]. 楊柳,陳永林,王翊,譚立文,陳偉. 計(jì)算機(jī)工程. 2014(03)
[5]基于改進(jìn)算法的自動(dòng)種子區(qū)域生長(zhǎng)圖像分割[J]. 魏津瑜,施鶴南,蘇思沁. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S2)
[6]基于統(tǒng)計(jì)信息及個(gè)體信息的統(tǒng)計(jì)形狀模型的肝臟分割[J]. 李春麗,張久樓,馮前進(jìn). 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[7]改進(jìn)的變分自適應(yīng)中值濾波算法[J]. 孫海英,李鋒,商慧亮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]虛擬三維人體解剖學(xué)展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 羅嘉倫,廖丙修,饒勇星,楊翀,涂臘根. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2011(26)
[9]DICOM醫(yī)學(xué)圖像與BMP格式的轉(zhuǎn)換研究[J]. 孫亦博,朱玲利. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2010(08)
[10]虛擬肝技術(shù)在肝癌治療中的應(yīng)用[J]. 劉景豐,林科燦. 臨床外科雜志. 2009 (09)
博士論文
[1]基于水平集方法和模糊模型的醫(yī)學(xué)圖像分割算法研究[D]. 劉宇.吉林大學(xué) 2016
[2]基于GPU的高性能并行算法研究[D]. 白洪濤.吉林大學(xué) 2010
[3]基于GPU的高質(zhì)量交互式可視化技術(shù)研究[D]. 鄭杰.西安電子科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]高清體繪制算法的研究[D]. 徐冰.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于MC算法的醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究[D]. 楊亞靜.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[3]基于統(tǒng)計(jì)形狀模型的肝臟圖像分割算法研究[D]. 李春麗.南方醫(yī)科大學(xué) 2012
[4]利用CAD數(shù)據(jù)的視景仿真三維建模及其模型簡(jiǎn)化技術(shù)研究[D]. 彭云云.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]基于水平集模型的形狀先驗(yàn)分割算法及其在肝臟分割的應(yīng)用[D]. 程侃.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):2954433
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