基于多角度空间特征点集的脑血管分割系统

摘要

脑血管疾病严重损害着人们的生活健康，数字减影血管造影技术(DSA)所生成的脑血管组织图像能够真实反应脑血管的形态及结构，因此该技术是当前检查脑血管病变最主要的方法之一。脑血管分割结果是脑血管形状定量描述的前提，在复杂的脑血管图像提取出精确的血管组织图像是脑血管临床诊疗中的关键。
　　然而患者运动产生的运动伪影以及不同器官之间产生的交叉映射严重影响了DSA脑血管图像的质量，从而直接影响医生的诊断与治疗，容易造成误诊或漏诊。因此，必须将脑血管从DSA脑血管图像中准确地分割出来，从而通过分割后得到的脑血管图像对脑血管病变程度进行准确的度量。目前针对脑血管分割问题的研究方案大多都需要先验知识，分割结果噪声较大，并且没有利用到DSA图像的上下文信息。
　　本文从这些亟待解决的问题入手，就DSA脑血管图像血管分割的临床实际问题进行了研究。本文系统通过对活片图像和蒙片图像进行粗配准操作，消除大部分的运动伪影，得到序列化减影图像;然后，在脑血管减影图像中提取SIFT几何特征点集之后，提出了一种空间旋转坐标系模型，充分利用相邻图像的上下文特征点信息，对错误的特征点进行剔除处理;最后，基于得到的特征点集，本文提出一种基于动态阈值与区域生长的混合算法实现血管图像分割，同时提出优化方案，来加速算法的运行速度。本文系统可以良好地从多角度DSA图像数据中准确提取脑血管组织图像，为后续的脑血管三维重建打下坚实基础，同时为相关脑血管疾病的临床诊疗提供技术支持。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及选题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容及创新点

1．4 本文组织结构

2 血管图像分割相关的理论和技术

2．1 DSA介绍

2．2 图像配准介绍

2．3 图像分割介绍

2．4 图像特征检测介绍

2．5 相关库介绍

2．6 本章小结

3 脑血管分割系统分析

3．1 脑血管分割系统总体分析

3．2 脑血管分割系统功能性需求

3．3 脑血管分割系统非功能性需求

3．4 脑血管分割系统可行性分析

3．5 本章小结

4 脑血管分割系统设计

4．1 系统总体设计

4．2 活片蒙片初配准

4．2．1 基于SURF特征配准算法

4．2．2 对数减影算法

4．3 几何特征点提取模块设计

4．4 剔除错误几何特征点模块设计

4．4．1 几何特征点集作差

4．4．2 空间旋转坐标系模型

4．4．3 调整几何特征点的位置

4．5 脑血管图像分割模块设计

4．5．1 动态阈值

4．5．2 区域生长算法

4．5．3 特征点回溯补漏

4．6 本章小结

5 脑血管分割系统实现

5．1 系统界面实现

5．1．1 数据读取与显示

5．1．2 进度条更新

5．1．3 几何特征点数据与文件之间的转换

5．2 初配准模块实现

5．2．1 基于SURF特征配准算法

5．2．2 对数减影算法

5．3 几何特征点提取模块实现

5．4 剔除错误几何特征点提取模块实现

5．4．1 几何特征点集作差实现

5．4．2 旋转空间坐标系模型实现

5．4．3 调整几何特征点位置实现

5．5 脑血管图像分割模块实现

5．5．1 动态阈值实现

5．5．2 区域生长算法实现

5．5．3 特征点回溯补漏实现

5．6 本章小结

6 脑血管分割系统评估

6．1 活片图像与蒙片图像配准评估

6．1．1 活片图像与蒙片图像配准实验消耗时间评估

6．1．2 活片图像与蒙片图像配准效果评估

6．2 脑血管分割评估

6．2．1 脑血管分割消耗时间评估

6．2．2 脑血管分割结果评估

6．3 脑血管分割结果参数化评估

6．3．1 脑血管分割参数化评估方法

6．3．2 脑血管分割参数化评估结果

6．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢