基于三維統(tǒng)計形狀模型的多器官分割算法研究.pdf

1、醫(yī)學圖像分割是計算機輔助診斷的重要基礎，由分割獲得的體數(shù)據(jù)在器官三維重建、病理分析、病情跟蹤、治療規(guī)劃、手術導航、可視化醫(yī)療和醫(yī)學教學等領域具有重要意義。由于醫(yī)學圖像具有多樣性和復雜性，通常呈現(xiàn)模糊性和不均勻性，影響了分割的準確度。統(tǒng)計形狀模型是一種基于全局先驗的醫(yī)學圖像分割方法，具有較高的準確度和穩(wěn)定性，被廣泛應用于醫(yī)學圖像分割領域。在此基礎上，基于三維統(tǒng)計形狀模型的多器官分割，充分利用多器官結構中器官的相對空間信息，可以同時得到多個

2、器官的分割結果，有助于模型的初始定位，并提高分割結果的準確度、穩(wěn)定性和效率。
　　標記點的對應是三維統(tǒng)計形狀模型構建的關鍵步驟，對于模型質(zhì)量以及基于模型的分割精度有重要影響。本文提出一種基于邊收縮表面化簡和微分同胚Demons球面配準的標記點對應方法。使用化簡得到的參考形狀代替均勻分布的參考形狀，提高了標記點對原始形狀的表達能力;使用微分同胚Demons球面配準方法利用形狀梯度和表面曲率特征實現(xiàn)訓練集中輪廓配準，提高了標記點對應的

3、準確度。實驗結果表明，本文方法構建的模型具有較高的專一性，對后續(xù)分割應用的準確度具有積極的影響。
　　同時，本文提出了一種基于三維統(tǒng)計形狀模型多器官分割算法，實現(xiàn)了胸部CT中左肺、右肺以及心臟三個器官的同時分割。由于單器官點分布模型的可拓展性，將三個器官的表面網(wǎng)拼接，聯(lián)合構成一個整體表面網(wǎng)結構，構成多器官模型。圖像分割實驗采用“留一法(leave-one-out)”，我們比較了三個左肺、右肺和心臟的單器官統(tǒng)計形狀模型以及一個聯(lián)合了