改进Hessian增强的自适应阈值水平集肝脏血管分割方法研究

发布时间：2021-05-21 09:38

　　肝脏是人体最大的消化和代谢器官,近年来全球肝脏类疾病多发,严重影响人类身体健康。肝血管的结构和形态可以为医生的诊断、手术方案及结果评估提供重要信息,也因此极大地提升了自动化分割肝脏血管的需求。本文研究肝脏血管结构的分割方法,得到了具有较高精度的肝脏血管结构;并对结果实现三维可视化,具有重要的临床意义。研究内容包括:（1）本文使用U-Net网络进行肝脏区域分割,达到了较高的分割精度。利用Sigmoid函数对图像进行对比度增强处理,为后续血管增强及分割提供高质量的输入数据。（2）实现了一种基于Hessian滤波的血管增强方法,对管结构和分支处结构的像素点同时进行增强。对比将血管结构仅视作管状结构进行增强的方法,本方法对分支处结构的增强效果更加具有优势。（3）将模糊隶属度函数与迭代阈值结合,自适应地调整速度函数,针对不同灰度对比度的区域使用不同的速度函数进行演化,完成肝脏血管分割。之后,对血管分割结果进行三维重建并建立可视化界面,使得分割结果更直观,并具有一定的实用价值。与近年来该领域几种经典方法相比,本方法可以达到较高的分割精度,并且有效地减少了过分割现象。将肝脏分割、血管增强与血管分割方... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 肝脏血管增强研究现状
        1.2.2 肝脏血管分割研究现状
    1.3 论文内容安排
第2章 基于U-net深度卷积神经网络的肝脏分割
    2.1 理论基础
        2.1.1 医学图像DICOM标准
        2.1.2 CT图像介绍
        2.1.3 肝脏分割概述
    2.2 肝脏图像筛选
    2.3 基于U-Net的肝脏区域分割
        2.3.1 调整窗宽窗位
        2.3.2 卷积和池化
        2.3.3 网络结构
        2.3.4 实验结果
    2.4 对比度增强
    2.5 本章小结
第3章 改进Hessian滤波的肝脏血管增强
    3.1 肝脏血管增强方法研究
        3.1.1 Frangi算法
        3.1.2 边缘增强扩散EED
    3.2 改进Hessian滤波的肝脏血管增强
        3.2.1 基于Hessian滤波的血管增强方法
        3.2.2 改进Hessian滤波的肝脏血管增强方法
        3.2.3 参数选择
    3.3 血管增强结果及评价
        3.3.1 肝脏CT图像血管增强结果
        3.3.2 评价
    3.4 本章小结
第4章 改进自适应阈值水平集的肝脏血管分割及可视化
    4.1 肝脏血管分割方法研究
        4.1.1 基于形态学的区域生长方法
        4.1.2 模糊C均值与遗传算法结合的方法
        4.1.3 水平集方法
    4.2 改进的自适应阈值水平集方法
        4.2.1 阈值水平集方法
        4.2.2 自适应阈值水平集方法
        4.2.3 基于模糊隶属度的自适应阈值水平集方法
    4.3 肝脏血管分割结果及评价
        4.3.1 肝脏血管分割结果
        4.3.2 评价
    4.4 三维重建可视化
        4.4.1 环境搭建
        4.4.2 VTK及 MFC
        4.4.3 界面显示
        4.4.4 重建评估
    4.5 本章小结
第5章 方法整体性能评估
    5.1 准确率Dice评估
    5.2 误检率FPR评估
    5.3 漏检率MDR评估
    5.4 查准率PRE评估
    5.5 综合分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]PACS与HIS系统集成设计[J]. 侯鹏,赵阳,薛启勋.  医疗装备. 2018(05)
[2]基于VTK的超声血管三维重建[J]. 郭灿柱,杨涌元,庄哲民,杨金耀.  中国医疗器械信息. 2017(09)



本文编号：3199479