隨著計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)的快速發(fā)展,其在臨床醫(yī)學(xué)中的作用越來(lái)越大。圖像配準(zhǔn)作為計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,在心血管疾病診斷方面,扮演著重要的角色。心臟冠脈的位置信息是心血管疾病分析診斷的重要依據(jù),因此,如何結(jié)合圖像配準(zhǔn)算法和建模方法,得到冠脈感興趣區(qū)域和冠脈中心線的方向信息,并結(jié)合最短路徑算法實(shí)現(xiàn)心臟冠脈三個(gè)主分支中心線的自動(dòng)提取和識(shí)別,成為了目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文以心臟冠脈CTA(Computed Tomography Angiography)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,首先研究了三維可視化技術(shù),利用體繪制技術(shù)對(duì)心臟CTA數(shù)據(jù)進(jìn)行三維顯示;進(jìn)而對(duì)圖像配準(zhǔn)算法進(jìn)行分析,針對(duì)如何從原始心臟冠脈CTA數(shù)據(jù)中自動(dòng)分割出心臟冠脈線的問(wèn)題,重點(diǎn)對(duì)仿射變換、B樣條可變形變換、圖像建模和圖像融合等問(wèn)題進(jìn)行了研究,并提出了一種基于圖像配準(zhǔn)的心臟冠脈CTA模型的建立方法,以此得到了冠脈感興趣區(qū)域和冠脈中心線的方向信息;最后在先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上,結(jié)合最短路徑算法,在冠脈的感興趣區(qū)域內(nèi),自動(dòng)提取和識(shí)別三個(gè)心臟冠脈的主分支中心線。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)在三維可視化過(guò)程中,研究了面繪制和體繪制技術(shù),對(duì)心臟冠脈CTA數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)三維顯示。在此基礎(chǔ)上利用圖形用戶界面技術(shù)開(kāi)發(fā)了一款三維可視化軟件,實(shí)現(xiàn)圖像處理過(guò)程中的一些常用功能,包括旋轉(zhuǎn),縮放,設(shè)置顏色梯度值,截圖等功能。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了去噪聲處理,為后續(xù)的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。(2)研究基于仿射變換和B樣條可變形變換的三維圖像配準(zhǔn)算法,分析比較其性能差異。分別對(duì)建立CTA模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿射變換和B樣條可變形變換,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)映射到同一坐標(biāo)空間下,評(píng)估兩種算法的性能。并在此基礎(chǔ)上提出了優(yōu)化的配準(zhǔn)方案,實(shí)現(xiàn)心臟冠脈的配準(zhǔn)。利用形狀平均方法(Shape-based Averaging)對(duì)8個(gè)映射到同一坐標(biāo)空間下的分割標(biāo)記圖求平均,建立一個(gè)具有一定泛化能力的心臟CTA模型,得到心臟冠脈感興趣區(qū)域和冠脈中心線的方向信息。(3)在先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上,首先在前文得到的心臟冠脈感興趣區(qū)域利用訓(xùn)練檢測(cè)的算法,自動(dòng)檢測(cè)冠脈起點(diǎn)位置。在冠脈中心線追蹤過(guò)程中,將冠脈的方向因素導(dǎo)入到最短路徑的代價(jià)函數(shù)中,引導(dǎo)冠狀動(dòng)脈中心線追蹤。最終,在冠脈的感興趣區(qū)域內(nèi),三個(gè)主分支中心線被自動(dòng)提取和識(shí)別出來(lái)。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R816.2;TP391.41
【部分圖文】：

圖 2.2 心臟冠脈的三維可視化可視化技術(shù)，將龐大的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維圖果顯著。本課題所使用的三維可視化技術(shù)結(jié)合最后為了便于使用者可以更加方便地進(jìn)行圖像ser Interface，GUI）技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一些醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)（Insight Segmentation and Registration Toolkit，館開(kāi)發(fā)的一款醫(yī)學(xué)圖像處理工具，作為一個(gè)開(kāi)平臺(tái)的影像分析。該系統(tǒng)圍繞一些核心設(shè)計(jì)如實(shí)例的對(duì)象工廠、使用 command/observer 圖表

電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第二章 心臟冠脈 CTA 醫(yī)療圖像的預(yù)處個(gè)自適應(yīng)表達(dá)結(jié)構(gòu)，按照在其上實(shí)行的操作來(lái)進(jìn)行改變。表達(dá)一個(gè)網(wǎng)格最起碼是需要元的；但是也可以增加額外的拓?fù)湫畔�。本文一開(kāi)始直接利用 ITK 工具包內(nèi)關(guān)于 NIFTI 格式圖像讀取的頭文件，調(diào)用函數(shù)接口行 NIFTI 格式圖像的讀取，然后將讀取到的數(shù)據(jù)作為輸入傳送給后續(xù)的圖像顯示模塊從軟件健壯性的角度出發(fā)，便于該軟件在后續(xù)的研究過(guò)程中可以讀取不同格式的三維本文最終采用的方法是從三維圖像的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，首先利用 ITK 工具包得到圖像數(shù)度信息，由于圖像內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是沿著 X，Y，Z 三個(gè)方向延伸的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，因此任何像數(shù)據(jù)都可以看成是一個(gè)一個(gè)三維像素矩陣排列堆砌得到的結(jié)果（與圖像的格式無(wú)關(guān)，本文利用一個(gè)像素迭代器，從 X，Y，Z 軸三個(gè)方向遍歷圖像的像素點(diǎn)，依次讀取每點(diǎn)的灰度值。將這些灰度值信息按照原像素空間的位置保存，最終將像素信息傳遞給顯示過(guò)程。這種方法不僅可以讀取多種格式的醫(yī)學(xué)圖像，而且還可以針對(duì)不同像素范分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，比如標(biāo)記出灰度值是 100~200 范圍的部分。

電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第二章 心臟冠脈 CTA 醫(yī)療圖像的預(yù)處個(gè)自適應(yīng)表達(dá)結(jié)構(gòu)，按照在其上實(shí)行的操作來(lái)進(jìn)行改變。表達(dá)一個(gè)網(wǎng)格最起碼是需要元的；但是也可以增加額外的拓?fù)湫畔ⅰ１疚囊婚_(kāi)始直接利用 ITK 工具包內(nèi)關(guān)于 NIFTI 格式圖像讀取的頭文件，調(diào)用函數(shù)接口行 NIFTI 格式圖像的讀取，然后將讀取到的數(shù)據(jù)作為輸入傳送給后續(xù)的圖像顯示模塊從軟件健壯性的角度出發(fā)，便于該軟件在后續(xù)的研究過(guò)程中可以讀取不同格式的三維本文最終采用的方法是從三維圖像的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，首先利用 ITK 工具包得到圖像數(shù)度信息，由于圖像內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是沿著 X，Y，Z 三個(gè)方向延伸的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，因此任何像數(shù)據(jù)都可以看成是一個(gè)一個(gè)三維像素矩陣排列堆砌得到的結(jié)果（與圖像的格式無(wú)關(guān)，本文利用一個(gè)像素迭代器，從 X，Y，Z 軸三個(gè)方向遍歷圖像的像素點(diǎn)，依次讀取每點(diǎn)的灰度值。將這些灰度值信息按照原像素空間的位置保存，最終將像素信息傳遞給顯示過(guò)程。這種方法不僅可以讀取多種格式的醫(yī)學(xué)圖像，而且還可以針對(duì)不同像素范分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，比如標(biāo)記出灰度值是 100~200 范圍的部分。
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本文編號(hào)：2864179