基于LGE-MRI的心室瘢痕组织分割系统设计与实现
[Abstract]:At present, the main cause of death in the world is ischemic heart disease, clinical conventional cardiac magnetic resonance imaging diagnosis technology, can provide a comprehensive heart tissue about morphology, tissue characterization, blood flow or perfusion and other information. LGE-MRI (late gadolinium enhanced magnetic resonance imaging) is the current gold standard for assessing myocardial activity. According to T1-weighted imaging of injured tissue, the accumulation of contrast agent in different degree leads to different enhancement effect. The necrotic tissue has high signal intensity, but the boundary of myocardium is hardly enhanced. It has been shown that LGE-MRI imaging is feasible to guide the prognosis management of myocardial infarction disease. In order to implement these developed imaging techniques, repeated and reliable segmentation of myocardial infarction area must be realized. Therefore, the system of ventricular scar tissue segmentation is designed based on the data set with evaluation strategy. Because the LGE-MRI imaging process will be disturbed by the potential external noise, the smoothing preprocessing step before image segmentation is very important. In this paper, firstly, the grayscale distribution of the myocardial image file and the myocardial scar image file are extracted, and Gao Si filter is applied to the myocardial image. Bilateral filtering and noise smoothing technology based on morphological open and close operation show that the image processed by morphological filtering is more effective to preserve the edge of the image. Considering that the boundary region of ventricular inner and outer membrane can be divided manually by the acquired data set, the defect of medical prior knowledge may lead to the misclassification of myocardial edge, so the image preprocessing process based on gray correction is implemented in this paper. The gray correction pretreatment method is applied to the region growth segmentation proposed later. The segmentation results of myocardial scar growth before and after the gray correction pretreatment are quantitatively analyzed. Experimental results show that gray level correction can effectively improve the performance of the segmentation algorithm. In this paper, the segmentation methods for system integration mainly include Level Set (horizontal set), Graph Cuts (map cut), WaterShed (watershed) and region growth segmentation algorithm to achieve myocardial scar tissue segmentation. The implementation of each segmentation algorithm integrates different image preprocessing processes. In order to evaluate the performance of the segmentation algorithm, this paper uses the method of experimental analysis, from the Dice index, Jaccard coefficient, Ravd coefficient and precision rate and other evaluation indicators to compare the segmentation results of each segmentation algorithm with the gold standard of manual segmentation. The performance evaluation results of each segmentation algorithm show that the fusion of gray level modified GraphCuts method and benchmark segmentation can achieve better consistency. The design of this segmentation system mainly includes the file management of LGE-MRI image, the pre-processing of LGE-MRI image, the segmentation of ventricular scar tissue, and the 3D imaging display based on volume rendering method. Quantitative analysis and histogram statistical analysis of segmentation results of each segmentation algorithm.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R445.2;TP391.41
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,本文编号:2401711
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