MRI脑部血管分割与可视化软件设计

发布时间：2017-06-27 11:17

  本文关键词：MRI脑部血管分割与可视化软件设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiography,MRA)因其安全与无创性,被广泛地应用于脑血管疾病的诊断中。医院临床上常以二维或三维脑血管影像来进行观察与诊断,现有的脑血管可视化软件一般与磁共振设备配套,软件价格昂贵且大多集中于如SIEMENS、GE等行业巨头中。国内某磁共振设备厂家在进行脑血管三维可视化时,对磁共振脑血管影像直接进行三维重建,未经过血管分割、提取等过程,由于其设备成像质量较差,分辨率较低,对脂肪、颅骨等组织的抑制不明显,使得三维重建后的脑血管被其它组织所遮挡,影响脑血管形态的观察,重建效果不理想。开发具有自主知识产权,与磁共振设备配套的高质量的脑血管三维可视化软件已成为该生产厂家的迫切需求。针对磁共振设备生产厂家提供的脑血管影像分辨率低、成像质量较差的特点,本文完成了脑血管分割与可视化软件设计的预研工作。本文的主要研究内容包括以下几个方面:1、介绍了当前常用的脑血管分割方法,针对厂家提供的脑血管影像数据特点,本文重点讨论了基于阈值的脑血管分割方法,分析了最大类间方差法与基于二维直方图最大类间方差法进行脑血管分割存在的问题,设计了一种基于多阈值最大类间方差法与Hessian矩阵的脑血管分割方法。并分别对其分割结果进行了比较分析。2、针对生产厂家的设计要求,本文在对脑血管可视化软件设计进行需求分析的基础上,提出了脑血管可视化软件的总体设计方案。本文采用了先对磁共振脑血管影像进行图像滤波、脑血管增强和颅骨去除等预处理操作,然后使用基于多阈值最大类间方差法和Hessian矩阵的分割算法进行脑血管分割,最后采用体绘制算法完成脑血管三维可视化的技术路线。3、完成了脑血管可视化软件主要功能模块设计。包括图像数据读取模块,实现DICOM格式的脑血管影像序列读取;预处理模块,主要实现了图像滤波、脑血管增强和颅骨去除等;脑血管分割模块,对预处理后的脑血管图像进行血管分割提取;可视化模块,实现基于合成体绘制算法和最大密度投影算法等两种体绘制算法的脑血管三维可视化;交互模块实现了三维脑血管重切片、手动分割和颜色渲染等交互功能。4、完成了脑血管可视化软件功能模块测试分析。通过对各个功能模块的测试,该软件能较好的完成脑血管分割,通过体绘制算法三维重建后能够形象地展现脑血管的形态,且实现三维脑血管的旋转、缩放以及重切片,手动分割和颜色渲染等。与厂家提供的脑血管可视化结果相比,本文设计效果有了较大的改进,基本达到了预期的设计要求。
【关键词】：磁共振 脑血管造影 血管分割 最大类间方差法 三维重建
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;R445.2;R743
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题背景和研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 脑血管分割研究现状12-14
• 1.2.2 脑血管可视化研究现状14-15
• 1.3 本文研究内容与结构15-17
• 第二章 脑血管分割方法研究17-33
• 2.1 脑血管分割方法简介17-18
• 2.2 基于最大类间方差法的脑血管分割算法分析18-21
• 2.3 基于二维直方图最大类间方差法的脑血管分割算法分析21-24
• 2.4 一种基于多阈值Otsu与Hessian矩阵的脑血管分割算法设计24-30
• 2.4.1 Otsu算法多阈值设计的必要性分析24-25
• 2.4.2 基于多阈值Otsu算法的脑血管分割25-27
• 2.4.3 Hessian矩阵在脑血管增强过滤中的作用27-28
• 2.4.4 基于多阈值Otsu与Hessian矩阵的脑血管分割算法设计28-30
• 2.5 实验结果与分析30-32
• 2.5.1 实验数据30-31
• 2.5.2 实验结果与分析31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 脑血管可视化软件总体方案设计与分析33-44
• 3.1 脑血管可视化软件需求分析33-36
• 3.2 脑血管可视化软件设计目标36-37
• 3.3 脑血管可视化软件总体框架设计37-39
• 3.3.1 开发平台37-38
• 3.3.2 系统结构38
• 3.3.3 设计流程38-39
• 3.4 脑血管可视化软件界面设计39-40
• 3.5 脑血管可视化软件技术路线分析40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 脑血管可视化软件主要功能模块设计与实现44-69
• 4.1 脑血管图像读取模块设计与实现44-46
• 4.2 预处理模块设计与实现46-52
• 4.2.1 脑血管图像噪声抑制46-48
• 4.2.2 脑血管图像目标增强48-50
• 4.2.3 颅骨去除50-52
• 4.3 脑血管分割模块设计与实现52-54
• 4.4 可视化模块设计与实现54-63
• 4.4.1 三维可视化中体绘制算法简介54-56
• 4.4.2 基于合成体绘制算法的脑血管三维可视化56-58
• 4.4.3 基于最大密度投影算法的脑血管三维可视化58-59
• 4.4.4 可视化流程59-61
• 4.4.5 脑血管重建结果与分析61-63
• 4.5 交互模块设计与实现63-68
• 4.5.1 脑血管的三维重切片64-65
• 4.5.2 脑血管的手动分割65-66
• 4.5.3 脑血管的颜色渲染66-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 脑血管可视化软件测试与分析69-76
• 5.1 软件测试概述69
• 5.2 脑血管可视化软件测试方案设计69-71
• 5.3 脑血管可视化软件实例测试与分析71-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 全文总结76
• 6.2 需要进一步研究的工作76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83

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6 ;[J];;年期

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6 马彦;;二维可视化软件2D-DVS(2.0)的设计与实现[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

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2 ;可视化软件让企业“看图说话”[N];网络世界;2006年

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1 余雨;算法可视化软件设计中关键问题的研究[D];安徽理工大学;2016年

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