基于主动形状模型的腹腔壁分割算法研究

摘要

在基于腹部CT图像的腹腔内组织病变检测和诊断系统中，需要将腹腔壁与内部组织分割开来。由于腹腔壁与腹腔内的一些组织粘连，同时灰度又十分接近，采用传统的基于灰度的分割算法难于取得理想的分割效果。为了解决这个问题，应用基于主动形状模型的分割算法来分割腹腔壁。
　　基于主动形状模型的分割算法的基本思想是：利用已知样本的形状和形状附近的局部特征等先验知识，来约束和导引目标图像的分割。该算法主要包括以下三个部分：建立主动形状模型、确定初始形状、模型的分割搜索。针对腹腔上、中、下部以及不同病例之间均有较大差异这一特性，建立了多个模型。具体方法是：对腹部的上、中和下部分别建立模型即分段整体模型，然后对各段病例分组建立分组子模型。此外，从不同尺度的样本图像上提取特征建立多尺度的局部特征模型。之后，利用腹腔外轮廓和分段整体模型进行第一阶段的分割搜索。在得到初分割结果后，再根据与初分割结果最相似的对应段分组子模型和脊柱位置，确定第二阶段分割的初始形状。在分割搜索时先让每个特征点参照自己的局部特征模型移动到各自的最优位置得到期望形状，再利用形状模型对该形状进行约束避免出现非法形状，不断重复这两个过程直至搜索形状不再变化。在搜索过程中应用多尺度搜索的方法进行分层搜索，通过梯度加权提高搜索准确率。
　　应用基于主动形状模型的分割算法对多个病例的腹部 CT序列图像进行了分割实验，结果表明该算法能准确地分割腹腔壁。

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1绪论

1.1 课题的背景、目的和意义

1.2 国内外研究概况

1.3论文的研究内容

2基于多主动形状模型的分割算法框架设计

2.1主动形状模型分割算法的基本思想

2.2多模型的思想

2.3本文算法整体框架

2.4 本章小结

3 建立腹腔内轮廓主动形状模型

3.1 建立主动形状模型的过程

3.2形状表达

3.3样本形状对齐

3.4形状建模

3.5建立多尺度的局部特征模型

3.6本章小结

4 自动确定初始形状

4.1 交互式确定初始形状的缺陷

4.2第一阶段搜索的初始形状

4.3第二阶段搜索的初始形状

4.4 本章小结

5主动形状模型的分割搜索算法

5.1 搜索算法

5.2确定分组子模型

5.3基于梯度加权的特征点搜索

5.4多尺度搜索

5.5自动结束搜索

5.6 分割实验

5.7本章小结

6总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献