脑肿瘤图像分割及三维重建方法研究

发布时间：2017-04-28 22:00

  本文关键词：脑肿瘤图像分割及三维重建方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脑肿瘤是神经系统中常见的疾病之一,其性状不论良性或恶性,均会压迫脑部组织,对患者身体健康造成危害,甚至导致死亡。目前的治疗方法通常是通过脑部CT或MRI图像得到肿瘤特征并判断是否手术,而脑部医学图像的模糊性与粘连性导致人工分割难以得到准确的结果。因此,脑肿瘤图像分割方法的研究对于提高医学诊断准确性,减少医生工作量具有重要意义,但肿瘤的三维形象仍然依靠医生的想象。三维重建技术能够呈现肿瘤的形状、大小等立体特征,为医生提供更多的诊断依据。故对脑肿瘤图像的准确分割及三维重建方法的研究对于计算机辅助治疗有着重要的应用价值和实际意义。本文采用标记控制分水岭优化的C-V模型对脑肿瘤图像进行分割,然后通过面绘制中的移动立方体(Marching Cubes,MC)算法对分割后的肿瘤序列图像进行三维重建。论文的主要工作有以下几点:(1)为减少脑肿瘤CT/MRI图像边缘模糊对分割造成的不良影响,本文采用数学形态学方法对脑肿瘤CT/MRI图像进行预处理,通过开闭运算结合的非线性形态学组合滤波达到滤除噪声同时尽可能保持肿瘤的边缘特征的效果,加快分割速度,减少分割误差。(2)当脑肿瘤与周围组织粘连难以分清时,单独使用常用的分割方法分割出粘连部分较为困难,本文采用标记控制分水岭优化的C-V模型进行分割,将标记控制分水岭的分割结果作为改进的C-V模型的初始轮廓进行曲线演化,分割出肿瘤与组织粘连的部分,该方法不仅解决了C-V模型对初始轮廓敏感的问题,同时在C-V模型的能量函数中加入惩罚项,避免了不断重新初始化造成的耗时、计算量大等缺陷。(3)为了显示更详细的肿瘤信息,本文将分割出的序列肿瘤图像进行面绘制,采用移动立方体算法实现三维重建,显示出肿瘤的三维特征,为临床诊断提供更多依据。本文在MATLAB2014a平台上对临床脑肿瘤图像进行仿真实验,结果表明,本文方法对于常见脑肿瘤CT/MRI图像均有良好的分割效果,尤其对于与组织粘连的肿瘤有较好的分割效果,同时实现了对脑肿瘤的三维重建。
【关键词】：脑肿瘤图像 预处理 标记控制分水岭 C-V模型 三维重建
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;R739.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景和目的9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 医学图像分割方法的研究10-11
• 1.2.2 三维重建方法的研究11-12
• 1.3 论文的主要内容和结构安排12-14
• 2 脑肿瘤图像预处理14-26
• 2.1 预处理的目的和意义14
• 2.2 数学形态学基本思想14-20
• 2.2.1 膨胀与腐蚀运算14-18
• 2.2.2 开运算与闭运算18-20
• 2.3 形态学滤波20-25
• 2.3.1 开闭运算组合滤波20-22
• 2.3.2 非线性形态学组合滤波22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 改进的C-V模型26-34
• 3.1 曲线演化理论26-27
• 3.2 水平集分割模型27-29
• 3.3 改进的C-V模型分割29-33
• 3.3.1 C-V模型29-32
• 3.3.2 初始轮廓对C-V模型分割结果的影响32-33
• 3.3.3 无需重新初始化的C-V模型33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 结合标记控制分水岭与改进的C-V模型分割34-46
• 4.1 标记控制分水岭分割34-38
• 4.1.1 分水岭的基本思想34-36
• 4.1.2 标记控制分水岭36-38
• 4.2 标记控制分水岭优化的C-V模型分割38-40
• 4.3 实验结果与分析40-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 三维重建46-54
• 5.1 医学图像三维重建方法46-48
• 5.2 脑部三维重建的实现48-53
• 5.2.1 基于MC的面绘制技术48-50
• 5.2.2 脑肿瘤图像的面绘制50-53
• 5.3 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间的研究成果58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庄惠山,陆曦;12例脑肿瘤误诊分析[J];福建医药杂志;2000年02期

2 高尚社,谷彩萍,杨建宇;脑肿瘤21例误诊分析[J];河南实用神经疾病杂志;2000年06期

3 张淑倩 ,N銉bauer-Huhmann I M ,Ba-Ssalamah A ,Mlynarik V;3T和1.5T磁场下脑肿瘤的磁共振对比增强[J];放射学实践;2002年06期

4 张红军;长期使用手机不会发生脑肿瘤[J];日本医学介绍;2004年01期

5 李景昀,罗文,何凯宣;用亚}0胞成分再产生脑肿瘤的研究(摘要)[J];广东解剖通报;1980年02期

6 翟允昌,孙守成,王世宾;额叶脑肿瘤引起奔跑癫痫一例[J];中华神经外科杂志;1986年04期

7 袁先厚;邹昌文;郭国炳;孙盛容;李健;;小儿脑肿瘤45例分析[J];实用肿瘤学杂志;1987年02期

8 袁先厚;邹昌文;郭国炳;孙盛容;李健;;小儿脑肿瘤45例分析[J];实用肿瘤杂志;1987年02期

9 杨善存,陈锦培;小儿脑肿瘤的治疗[J];实用儿科杂志;1991年06期

10 高燕勤,单昌箕,王芙兰;婴幼儿脑肿瘤4例误诊分析[J];临床儿科杂志;1992年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郑晔;金国宏;;综述脑肿瘤~1H-MRS的研究进展[A];第六届西部介入放射学术会议宁夏医学会放射学分会第四届年会介入放射学新技术继续教育学习班论文汇编[C];2009年

2 马杰;;儿童脑肿瘤的外科治疗[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年

3 张玉琪;薛超强;;儿童脑肿瘤的治疗进展[A];中国医师协会神经外科医师分会第六届全国代表大会论文汇编[C];2011年

4 陈忠平;牟永告;潘力雄;张湘衡;;显微神经外科技术在脑肿瘤治疗中的应用(肿瘤外科手术录象交流)[A];2001'全国肿瘤外科学术会议论文汇编[C];2001年

5 林章雅;康德智;余良宏;林元相;陈佳;曾明珠;;脑肿瘤立体定向活检手术的临床应用[A];第一届中国肿瘤靶向治疗技术大会论文集[C];2003年

6 曹巧云;;小儿脑肿瘤3例报告[A];2006（第三届）江浙沪儿科学术会议暨浙江省儿科学术年会论文汇编[C];2006年

7 叶劲;梁有明;钟书;庞刚;唐秀文;蓝胜勇;肖泉;刘若平;徐柯贝;;小儿恶性脑肿瘤的诊断与治疗特点研究[A];中国医师协会神经外科医师分会第四届全国代表大会论文汇编[C];2009年

8 马杰;;儿童脑肿瘤的外科治疗[A];中华医学会第八次全国小儿外科学术会论文集[C];2010年

9 姚振威;蒋胜洪;童彤;王非;杨艳梅;孙华平;刘含秋;何慧瑾;冯晓源;;磁敏感增强动态磁共振扫描用于部分脑肿瘤的诊断[A];2006年华东六省一市暨浙江省放射学学术年会论文汇编[C];2006年

10 陈素锦;陈一霞;王占祥;谭国伟;郭剑峰;方耀春;刘希尧;;脑肿瘤住院患者心理状况及影响因素[A];2011中华医学会神经外科学学术会议论文汇编[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 天津市肿瘤医院教授 李文良邋李运红 赵迎 整理;头痛小心脑肿瘤[N];健康报;2007年

2 朱丽丽;捕捉脑肿瘤早期信号[N];健康报;2008年

3 李圣融;脑肿瘤忌含铜食物[N];中国医药报;2000年

4 木易;怎样早期发现脑肿瘤[N];大众卫生报;2007年

5 赵华;老人颅内有肿瘤 早期症状会露头[N];卫生与生活报;2007年

6 西安第四军医大学第一附属医院西京医院 贺晓生;脑肿瘤的十大异状[N];保健时报;2010年

7 李学华;豹蛙卵细胞分子能识别和杀死脑肿瘤[N];科技日报;2007年

8 主任医师 赵成会;怎样早期发现脑肿瘤[N];卫生与生活报;2006年

9 空军总医院 张峰;脑肿瘤如何选择检查[N];健康报;2001年

10 李文良;老年人患脑肿瘤有信号[N];健康报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘贯中;磁共振弥散成像分数微积分模型在儿童脑肿瘤中的临床应用[D];第二军医大学;2012年

2 公方和;脑肿瘤及脑AVM相关性癫痫的发生因素分析及临床防控[D];第一军医大学;2006年

3 梁君;钙激活性钾通道在缓激肽选择性开放血脑肿瘤屏障机制中的大鼠在体研究[D];中国医科大学;2006年

4 邓万凯;MRI图像的脑肿瘤分割方法研究[D];华中科技大学;2011年

5 洪汛宁;磁共振弥散成像技术在脑肿瘤中的应用研究[D];复旦大学;2003年

6 宋吉清;开放式MR导引脑肿瘤冷冻治疗的初步探讨[D];山东大学;2009年

7 赵铭;～（99m）Tc-HL91乏氧显像评价恶性脑肿瘤放疗疗效的实验和临床研究[D];华中科技大学;2006年

8 方虹;人脑及脑肿瘤～1H磁共振波谱研究[D];第四军医大学;1995年

9 姜新雅;脑肿瘤的功能性磁共振成像研究及其临床价值[D];中南大学;2008年

10 连燕云;神经导航中MRI图像脑肿瘤自动检测分割及DT-MRI研究[D];复旦大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗蔓;结合MRI多模态信息与3D-CNNS特征提取的脑肿瘤分割研究[D];南方医科大学;2015年

2 侯学文;3D-ASL磁共振灌注技术在脑肿瘤的应用研究[D];山西医科大学;2016年

3 黄唯;脑肿瘤MRI图像分类与肝病理图像分级方法研究[D];南方医科大学;2016年

4 黄若菡;脑肿瘤的计算机辅助检测[D];电子科技大学;2016年

5 王亚菲;基于多体素磁共振波谱的脑肿瘤自动分类辅助诊断技术[D];东南大学;2016年

6 任立超;MR图像的脑肿瘤分割与分类方法研究[D];东北大学;2013年

7 杨瑞雪;一种改进的基于标记的分水岭方法在脑肿瘤MRI图像分割上的应用[D];山东中医药大学;2016年

8 张雯;脑肿瘤图像分割及三维重建方法研究[D];兰州交通大学;2016年

9 常勇;脑肿瘤与使用手机的系统评价[D];武汉科技大学;2012年

10 顾红梅;脑肿瘤的氢质子磁共振波谱研究[D];苏州大学;2003年

  本文关键词：脑肿瘤图像分割及三维重建方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：333603