文档介绍：山东大学
硕士学位论文
医学图像分割与三维重建算法的研究
姓名:赵莉娜
申请学位级别:硕士
专业:生物医学工程
指导教师:杨立才
20080510
山东大学硕士学位论文摘要本文的主要工作是关于医学图像三维可视化中医学图像分割技术的研究及图像三维重建的实现。医学图像三维可视化的目的就是利用断层图像信息在计算机上将二维的图像进行三维重建及立体显示,并对医学图像数据进行各种处理。医学图像分割,即把医学图像分割为若干个区域,提取出感兴趣的组织器官区域,这是医学图像处理中的一个必不可少的步骤,分割的准确性对于医学图像的后继处理和医生判断疾病的真实情况至关重要。医学图像分割是图像分割领域的一个经典问题,由于医学图像的复杂性,到目前为止还不存在一个通用的分割方法。本文在对原有方法特别是近几年来比较常用的图像分割方法进行深入研究的基础上,提出了结合蚁群聚类算法的模糊稻劾喾指钏惴ê透进的基于动态轮廓模型的核磁共振序列图像分割算法。首先,利用蚁群算法全局性和鲁棒性的优点,得到图像的聚类中心和聚类个数,再将其作为模糊聚类的初始聚类中心和聚类个数,弥补了传统模糊稻劾喾指钏惴ㄒ紫萑刖部最优和聚类个数难以确定的缺点。在此基础上,针对原始动态轮廓模型存在的对初始轮廓线较敏感的问题,建立了初始轮廓预测模型,即应用分割后图像的轮廓来预测未分割图像的轮廓。然后又针对原始动态轮廓模型能量最小化过程中易收敛到局部最优的缺点,定义了一种新的能量函数,该能量函数中既包含了图像区域信息,又包含了图像边缘信息,使模型能更好地收敛到目标区域的真正边缘。实验结果表明,上述两种改进的分割方法均取得了较好的效果。三维图像重建技术就是从物体的二维序列图像中获取三维的结构信息,为用户提供具有真实感的三维图形,即恢复物体的原型,便于用户从多角度、多层次进行观察和分析,极大的提高了医疗诊断的准确性和科学性,它在辅助医生临床诊断等方面将会产生非常重要的作用。本文首先对医学图像三维重建技术进行了较为深入的分析和研究,比较了各种方法的优缺点,并在环境下分别采用表面绘制和体绘制的方法对医学图像进行了三维重建的实现。
山东大学硕士学位论文最后,对本文研究工作进行了较为深入的总结,并对在该论文基础上拟进行的改进工作提出了具体的建议。关键词:医学图像分割;模糊稻劾啵灰先核惴ǎ欢掷DP停蝗建Ⅱ
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论文作者签名:赵差;蹺论文作者签名:玉丕狄η┟原创性声明关于学位论文使用授权的声明期:塑夯剩篺本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日
山东大学硕士学位论文第一章绪论引言近年来,医学成像技术发展十分迅速,医学图像已由最初简单的馄展为各种二维断层序列图像。医学成像技术的飞速发展和推广使得医生能够获得人体内部潜在的重要信息,在现代医学中,医学成像技术己在临床诊断和分析治疗中发挥着十分重要的作用。目前,医学成像技术主要包括计算机断层扫描技术,⒑舜殴舱癯上窦际琈⒄缱臃⑸涠喜愠上窦际、超声成像技术,⒌ス庾臃⑸涠喜愠上窦际,、数字血管减影成像技术珼⒛源磐技际等。不同成像设备所产生的医学图像提供了相关组织的不同信息,如图像对于骨组织、牙齿等具有很高的分辨率,但对软组织的分辨能力不是很高;枷穸杂谌碜橹椭琢龀上袂逦芊浅G逦叵允灸院图顾璧幕抑视氚质;蚐图像提供了脏器的新陈代谢功能信息,但空间分辨率较差。在目前的医学图像分析诊断中,主要是通过观察各种二维断层序列图像去发现病变体,这往往需要借助医生的经验来判定。而对于准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状以及与周围器官组织的空间关系,仅通过观察二维断层图像是很难实现的。因此,利用计算机图像处理技术对二维断层图像进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建及显示,可以辅助医生对病变体及其他感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,医学图像处理技术在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起到重要的辅助作用【俊在医学图像处理技术中,医学图像分割一直就是一个令人感兴趣的研究