一種自動(dòng)的三維軟骨分割方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)人口老齡化的日益加劇，骨關(guān)節(jié)病對(duì)人類健康的危害也日益凸顯。為了診斷骨關(guān)節(jié)病的發(fā)展程度，在臨床上，醫(yī)學(xué)工作者們通過肉眼觀察關(guān)節(jié)部位的醫(yī)學(xué)圖像序列，對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的形狀、厚度和體積進(jìn)行主觀判定?，F(xiàn)代科學(xué)和成像技術(shù)的不斷發(fā)展為醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域帶來了巨大的潛力，也令計(jì)算機(jī)輔助骨關(guān)節(jié)病診斷成為可能。本文基于前人成熟的圖像分割算法，提出了一種復(fù)合的三維軟骨分割方法，結(jié)合海森矩陣和水平集等多重算法對(duì)三維圖像中的軟骨組織進(jìn)行提取。對(duì)軟骨分割結(jié)

2、果進(jìn)行的三維重建，以直觀地展示軟骨的尺寸、結(jié)構(gòu)等信息。
　　本文的主要工作有：
　　1)通過海森矩陣的特征值關(guān)系來強(qiáng)化三維空間中的薄面體結(jié)構(gòu)，提取出空間中特定尺寸的薄面體。再結(jié)合圖像的灰度信息和空間連通性信息，去除這些薄面體結(jié)構(gòu)中的非軟骨組織，提取出粗略的軟骨組織輪廓。
　　2)初步提取出的軟骨組織在輪廓邊緣上存在著誤差。水平集算法對(duì)于描述三維空間中的曲面演化有著極佳的效果。因而，在綜合考慮了幾種不同水平集算法后，引入

3、基于可變區(qū)域能量最小化擬合的三維水平集算法，對(duì)軟骨組織的輪廓進(jìn)行細(xì)化，求取精確的軟骨組織輪廓。使用成套的膝關(guān)節(jié) MR圖像實(shí)驗(yàn)，以醫(yī)生提供的手工軟骨分割結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，比較并評(píng)估算法的效果。
　　3)使用VC++與QT相結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)具有可視化交互界面的三維軟骨分割與重建系統(tǒng)。使用前文所述的算法，對(duì)三維空間中的軟骨進(jìn)行提取與分割處理，以三維重建的形式展示算法的結(jié)果。使用VTK的體繪制算法對(duì)原始三維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，面繪制對(duì)提取