基于CT序列圖像的距下關(guān)節(jié)分割及信息提取研究.pdf

1、本文對基于CT序列圖像的距下關(guān)節(jié)分割及信息提取進行了研究。主要內(nèi)容如下： (1)使用幾種常用的骨骼圖像自動分割及交互式分割算法從后足圖像序列中分割出距骨并進行結(jié)果分析。由于該圖像序列中距骨的位置和形狀均在變化，故自動分割手段不能完全奏效。交互式分割能使人有效控制分割過程以保證分割的正確性，但這增加了處理的復(fù)雜度且耗費時間。 (2)提出一種交互式數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法：首先使用最大類間方差閾值法提取足部骨骼圖像，接著使用交互式數(shù)學(xué)

2、形態(tài)學(xué)操作從中分割距骨和跟骨，又由于圖像中的距骨或跟骨與其他骨骼相互連通，影響了分割結(jié)果，因此提出三次樣條插值和Live-Wire修正法對這些圖像進行交互式修正以斷開連接處。經(jīng)證實，該算法能準(zhǔn)確地分割距骨和跟骨，且人工交互次數(shù)較少。 (3)提出距下關(guān)節(jié)信息提取的力矩主軸法和主分量分析法，經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明主軸公式和主分量公式是一致的。通過這兩種方法提取橢球仿真模型的運動信息并進行誤差分析；計算活體距骨和跟骨的主軸方向及這兩塊骨骼之間

3、的夾角并闡述這些信息的解剖學(xué)含義。 (4)提出一種基于外部特征點的非線性最小二乘算法計算尸體足中的距下關(guān)節(jié)經(jīng)加載后旋轉(zhuǎn)的角度及位移，該算法誤差較小且已用于骨科醫(yī)學(xué)實踐。 (5)使用基于面繪制的方法對距下關(guān)節(jié)進行三維重建，包括采用輪廓重建將距下關(guān)節(jié)各層的輪廓線堆砌在一起表示其邊界；采用移動立方體法重建距下關(guān)節(jié)的表面；選擇phone光照模型進行燈光設(shè)置以產(chǎn)生具有立體感的圖形；采用動畫手段全面顯示距骨和跟骨的解剖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了距