基于CT影像的管狀組織分割與中心線提取研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)中，基于CT影像的人體管狀組織分割與中心線提取具有極其重要的意義，是疾病定量分析、可視化、多期圖像配準(zhǔn)等多種實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是由于人體內(nèi)的管狀組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜且通常位于復(fù)雜的解剖背景之中，基于CT影像的管狀組織分割和中心線提取非常具有挑戰(zhàn)性。
　　針對(duì)仍然存在的問題，本文致力于提高管狀組織分割和中心線提取的準(zhǔn)確性，提高其自動(dòng)化程度，并盡可能地減少所需的運(yùn)行時(shí)間。本文完成的主要工作有:
　　第一，提出了一個(gè)快

2、速的升主動(dòng)脈自動(dòng)分割方法。該方法基于二維的區(qū)域生長(zhǎng)算法，使用迭代的方式逐層分割出三維升主動(dòng)脈整體，整個(gè)過程無需任何交互。所提出的方法使用臨床獲取的103套心臟CT造影數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估結(jié)果顯示所提出的方法能夠快速穩(wěn)定地分割出升主動(dòng)脈，分割的成功率高達(dá)95.1％，單套數(shù)據(jù)的平均運(yùn)行時(shí)間為1.5秒。
　　第二，提出了一個(gè)基于CT造影圖像的冠狀動(dòng)脈自動(dòng)分割方法。該方法首先在尺度空間中使用管狀結(jié)構(gòu)相似性函數(shù)自動(dòng)提取冠狀動(dòng)脈種子點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了

3、分割過程的全自動(dòng)化。然后，根據(jù)冠狀動(dòng)脈的結(jié)構(gòu)特征，使用一個(gè)改進(jìn)的層區(qū)域生長(zhǎng)方法分割出三維冠狀動(dòng)脈整體。評(píng)估顯示所提出的方法在冠狀動(dòng)脈分割的準(zhǔn)確性和速度方面都取得了令人滿意的結(jié)果。
　　第三，提出了三個(gè)冠狀動(dòng)脈中心線提取方法，分別是基于改進(jìn)追蹤的方法、基于細(xì)化和追蹤相結(jié)合的方法和基于改進(jìn)距離變換的方法。然后，對(duì)所提出的三種方法進(jìn)行了準(zhǔn)確性、運(yùn)行時(shí)間、自動(dòng)化程度和應(yīng)用范圍的比較和討論。此外，還提出了三種中心線準(zhǔn)確性自動(dòng)檢測(cè)和錯(cuò)誤自動(dòng)校

4、正方法，分別用于檢測(cè)和校正由于血管的窄頸過分割、寬頸過分割/部分欠分割、完全欠分割所造成的中心線錯(cuò)誤。定量評(píng)估結(jié)果顯示所提出的方法能夠有效地檢測(cè)并校正中心線錯(cuò)誤，提高冠狀動(dòng)脈中心線的準(zhǔn)確性。
　　第四，提出了一個(gè)基于配準(zhǔn)減影和形態(tài)學(xué)操作的頭頸部動(dòng)脈分割優(yōu)化方法。評(píng)估實(shí)驗(yàn)顯示分割方法能夠在大多數(shù)情況下得到準(zhǔn)確完整的頭頸部動(dòng)脈分割結(jié)果，而優(yōu)化方法能夠在圖像質(zhì)量差時(shí)很大程度上提高分割的質(zhì)量，彌補(bǔ)配準(zhǔn)過程中產(chǎn)生的問題。此外，還提出了兩種用

5、于頭頸部動(dòng)脈分割精煉的血管編輯方法，分別用于移除分割體中的錯(cuò)誤分割組織和添加缺失的血管。定量評(píng)估結(jié)果顯示所提出的方法具有很高的準(zhǔn)確性，能夠很大程度上提高頭頸部動(dòng)脈的分割質(zhì)量，并且具有很高的可重復(fù)性。
　　第五，提出了一個(gè)快速穩(wěn)定的下齒槽神經(jīng)管提取方法。該方法首先通過連通區(qū)域的特征分析，檢測(cè)剖面圖中的神經(jīng)管中心點(diǎn)位置;然后通過樣條插值處理，得到神經(jīng)管中心線;最后，通過判斷并結(jié)合中心線鄰近區(qū)域內(nèi)具有相似特征的其它體素點(diǎn)，提取出整個(gè)下齒