基于CT序列圖像的距下關(guān)節(jié)分割及信息提取研究.pdf

1、本文對(duì)基于CT序列圖像的距下關(guān)節(jié)分割及信息提取進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： (1)使用幾種常用的骨骼圖像自動(dòng)分割及交互式分割算法從后足圖像序列中分割出距骨并進(jìn)行結(jié)果分析。由于該圖像序列中距骨的位置和形狀均在變化，故自動(dòng)分割手段不能完全奏效。交互式分割能使人有效控制分割過(guò)程以保證分割的正確性，但這增加了處理的復(fù)雜度且耗費(fèi)時(shí)間。 (2)提出一種交互式數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法：首先使用最大類間方差閾值法提取足部骨骼圖像，接著使用交互式數(shù)學(xué)

2、形態(tài)學(xué)操作從中分割距骨和跟骨，又由于圖像中的距骨或跟骨與其他骨骼相互連通，影響了分割結(jié)果，因此提出三次樣條插值和Live-Wire修正法對(duì)這些圖像進(jìn)行交互式修正以斷開(kāi)連接處。經(jīng)證實(shí)，該算法能準(zhǔn)確地分割距骨和跟骨，且人工交互次數(shù)較少。 (3)提出距下關(guān)節(jié)信息提取的力矩主軸法和主分量分析法，經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明主軸公式和主分量公式是一致的。通過(guò)這兩種方法提取橢球仿真模型的運(yùn)動(dòng)信息并進(jìn)行誤差分析；計(jì)算活體距骨和跟骨的主軸方向及這兩塊骨骼之間

3、的夾角并闡述這些信息的解剖學(xué)含義。 (4)提出一種基于外部特征點(diǎn)的非線性最小二乘算法計(jì)算尸體足中的距下關(guān)節(jié)經(jīng)加載后旋轉(zhuǎn)的角度及位移，該算法誤差較小且已用于骨科醫(yī)學(xué)實(shí)踐。 (5)使用基于面繪制的方法對(duì)距下關(guān)節(jié)進(jìn)行三維重建，包括采用輪廓重建將距下關(guān)節(jié)各層的輪廓線堆砌在一起表示其邊界；采用移動(dòng)立方體法重建距下關(guān)節(jié)的表面；選擇phone光照模型進(jìn)行燈光設(shè)置以產(chǎn)生具有立體感的圖形；采用動(dòng)畫手段全面顯示距骨和跟骨的解剖結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了距