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基于新3D直线定义的MRI脑血管分割算法研究

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作者:
张静
导师:
廖志武
学科专业:
计算机应用技术 
文献出处:
四川师范大学 2016年
关键词:
磁共振成像论文  最大类间方差论文  最小类内方差论文  直线检测论文  脑血管分割论文  

摘要:作为一种重要的医学影像技术,核磁共振成像(MRI)因其成像清晰精细、不使用造影剂、对人体无放射性损害、几乎可以无损伤地显示出血管结构等优点,在临床医学、图像处理等众多领域得到了非常广泛的应用。但MRI脑切片中的血管灰度差别比较大、分布不均匀、背景复杂,因此,脑血管精确分割比较困难。本文利用3D直线表示提出了一种新的脑血管分割算法,旨在精准地分割出MRI脑切片中的脑血管。本文的主要研究工作,有以下两个方面:(1)针对MRI脑血管分割的困难,我们提出了一种新的3D直线表示方法。这种新的3D直线表示方法利用一个已知点和两个倾斜角(参数)来表示一条3D直线,与传统的用6个参数或4个参数的3D直线表示方法相比,新的3D直线表示比较简单而且3D直线能够简化为两个2D直线的表示。此外,这种新的3D直线表示方法还采用与MRI相同的堆叠2D矩阵表示3D直线,易于推广到MRI图像以及其他类似的医学图像中。(2)在新的3D直线表示方法基础上,根据类间方差最大和与类内方差最小准则,提出了新的MRI脑血管分割方法。该方法首先对所选定的一组MRI脑切片进行Z轴方向的最大强度投影,得到的MIP图对应于新3D直线表示的XOY平面;然后,构造该组脑切片的模板,而这些模板的堆叠,就相当于新3D表示方法中的B平面;最后,寻找类间方差与类内方差之比的最大值对该组的每一张MRI脑切片进行分割,该比值的最大值所对应的灰度值就是脑血管分割的最佳阈值。论文采用3组不同脑血管区域的MRI脑切片,每组选取相邻的5张切片,验证分割算法的精确性。实验结果表明,该算法能够较为精确地分割出MRI脑切片中的脑血管。

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国外研究现状分析

1.2.2 国内研究现状分析

1.3 论文研究内容

1.4 论文组织结构

2 阈值分割

2.1 阈值分割原理

2.2 最大类间方差算法

2.3 最小类内方差算法

2.4 最大类间方差与最小类内方差之比

2.5 本章小结

3 一种新的 3D直线表示方法

3.1 一种新的 3D直线表示方法

3.1.1 2D直线的极坐标表示

3.1.2 3D直线的常用表示

3.1.3 多层 2D矩阵表示 3D直线

3.2 本章小结

4 脑血管分割新算法

4.1 中心切片和可疑区域的选取

4.2 5张相邻MRI脑切片的MIP

4.2.1 采用的MIP算法

4.2.2 MIP实验结果

4.3 模板的构造

4.4 MRI扫描图像脑血管分割

4.5 本章小结

5 实验结果与分析

5.1 MRI脑血管图像分割实验

5.1.1 第一组切片

5.1.2 第二组切片

5.1.3 第三组切片

5.2 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢