基于新3D直线定义的MRI脑血管分割算法研究

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。

目录

声明

摘要

插图和附表清单

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