基于MRI的海马体分割与分类应用研究

发布时间：2021-01-01 22:30

　　海马体位于脑部内侧颞叶,与杏仁核等构成大脑边缘系统,是人体与脑部控制中枢的桥梁,控制着人类的情感,并且与多种神经性疾病相关。目前人口老龄化现象已遍布全球,老年人口数目呈增长状态,其健康问题也引起社会的广泛关注,阿尔兹海默症（AD）主要集中于老年人群中且发病率随着年龄的增长不断攀升,严重威胁老年人的健康。研究发现海马体的形态特征等与阿尔兹海默症的发病情况有着密切的关联,如果能够把海马体从脑组织中精确的分割出来将能更好的实现对该病的研究。由于核磁共振图像（MRI）对包括大脑在内的软组织具有分辨率高,成像效果好的特点,因此通常被作为海马体研究的重要数据。海马体具有体积小,形状不规则的特点,采用传统的分割方法易出现误分割的情况,而且分割速度慢,消耗了大量的时间。因此,本文在海马体的分割过程中首先根据数据特点做预处理,然后对传统的U-net算法进行优化改进,并将改进后的算法用于预处理后的数据实现海马体的分割,最后利用分类方法根据分割后的图像特征完成对阿尔兹海默症患病情况的分类。具体研究工作如下:1.数据预处理。采用限制性对比度自适应直方图均衡算法（CLAHE）增强数据图像的对比度,使图像更加自然... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

阿尔兹海默症的发病率与年龄密切相关Figure1-1IncidencerateofAlzheimer"sdiseaseiscloselyrelatedtoage.

基于MRI的海马体分割与分类应用研究2AD患者的海马体根据年龄的不同出现的萎缩程度也不尽相同，通常表现为年龄越大海马体萎缩情况越明显，随着海马体体积的缩小，整个大脑也出现萎缩现象。然而目前医学上并没有特别有效的治疗方法，只能通过尽早发现、及时治疗来延缓病情的进一步发展。海马体（Hippocampus）形态如图１-2所示，左右两个海马体对称位于大脑皮层深部，因其形似海马，故被称为海马体[5]。海马体具有控制人类的情感，记忆以及空间定位的功能，全长约４~５cm，体积２~３ml，根据纵轴方向，从前到后依次分为三个部分，海马头、海马体、海马尾[6-7]。由于AD的病发与海马体的衰弱和萎缩程度密切相关，因此通过对海马体的精确分割，分析计算其体积和形态对于阿尔兹海默症的研究诊断与治疗工作有极大帮助。图1-2海马体示意图Figure1-2Schematicdiagramofhippocampus1.2研究现状1.2.1MRI图像特点目前医学成像技术已日渐成熟，核磁共振成像（MagnaticResonanceImaging，MRI）[8]等可以辅助医务工作者更加快速准确的对疾病做出诊断，检测病情进展及其后续的治疗效果。MRI因其高分辨率成像的特点，能够很好的呈现患者脑部组织的实际情况。核磁共振成像技术是以磁共振现象为基础，利用物质因磁化强度不同而发生变化的特点，获得物质中的多种结构分别反映出的各类信息，并且对接收到的电磁信号利用计算机进行处理并对其重建，形成不同层面的图像[9]。与其他成像方式相比，如：电脑断层扫描(CT)，超声成像（Ultrasound）；采用磁共振成像技术对人体检查时不会产生电离辐射危害身体，而且能够精确显示软组织的病变，图像分辨率高，因此有关人体脑部的病症普遍采用该方法来检查。图1-3为不同成像技术下的脑部图像。

不同成Figure1-3Brainimage

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ReliefF+mRMR特征降维算法的多特征遥感图像分类[J]. 王露,龚光红.  中国体视学与图像分析. 2014(03)
[2]基于mRMR和SVM的弹性图像特征选择与分类[J]. 丁建睿,黄剑华,刘家锋,张英涛.  哈尔滨工业大学学报. 2012(05)
[3]人脑海马结构的形态测量[J]. 刘智华,钱学华,周庭永,李林宏,徐伟,张慧,郑登儒,吕发金.  中国临床解剖学杂志. 2011(05)
[4]一种有选择的图像灰度化方法[J]. 周金和,彭福堂.  计算机工程. 2006(20)
[5]海马结构MRI三维分段方法[J]. 陈英敏,刘蓉辉,李宝山,吴晶,孙吉林,刘连祥.  中国医学影像技术. 2005(01)
[6]一种红外图像增强的新方法[J]. 徐军,梁昌洪,张建奇.  西安电子科技大学学报. 2000(05)

硕士论文
[1]MRI脑影像的深度卷积网络分割和三维可视化[D]. 刘畅.北京理工大学 2016
[2]脑部MRI海马体三维分割算法研究[D]. 潘红.电子科技大学 2015



本文编号：2952105