基于CT的股骨三维信息测量

发布时间：2017-06-27 19:11

  本文关键词：基于CT的股骨三维信息测量，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：医学图像处理是计算机视觉领域的一个重要分支,是数字图像处理技术在生物医学工程中的应用。对医学图像进行处理,提取目标对象并进行分割与三维信息的测量,能够有效指导医生治疗与诊断,同时也为人工关节制作提供准确的数据。 鉴于股骨近端CT序列图像中骨骼的形态、灰度分布、边缘、图像拍摄初始条件等特征,提出基于投影与边界追踪的方法提取初始轮廓(股骨体切片)。采用投影的方法确定初始轮廓帧股骨的位置,确定初始感兴趣区域,并利用边界追踪的方法获得股骨中段的外轮廓数据。 在提取序列帧中股骨的外轮廓时,根据CT序列图像的相邻帧间相似性及突变性,提出了利用前帧轮廓线在当前帧感兴趣区域内寻找一条最优分割目标骨骼的闭合轮廓线的方法即寻找最优分割线法。该方法是在当前帧中对前帧外轮廓进行不同程度地缩放操作,得到一系列的闭合曲线(潜在最优分割线),并根据潜在最优分割线在二值图像中像素值不为零的点的个数确定最优的分割线即精定位目标骨骼位置。最终利用最优分割线进行点匹配寻找股骨的外轮廓。 在测量股骨近端的三维指标时,根据股骨近端的外轮廓提取结果,将外轮廓像素坐标值对应到三维空间中的三维坐标值。根据计算股骨头尺寸与股骨中轴线所需的三维数据,在三维数据中分割出对应的数据,然后根据这些数据分别进行拟合求取股骨头球心与半径和股骨体中轴线方程。由于颈干交点位于大转子最粗位置的中心,利用三维空间距离变换的方法确定了股骨体的颈干交点。利用股骨轴线与股骨头球心确定股骨的最大截面,并利用最大截面计算股骨颈直径与颈长。最后计算出颈干角的大小。 最后,对所做的研究工作进行了总结,提出了需要开展的后续工作的思路,对进一步的研究具有一定的指导意义。
【关键词】：CT 股骨 三维信息 医学图像分割
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R310;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究现状11-16
• 1.2.1 医学图像分割技术研究11-13
• 1.2.2 医学序列图像分割13-15
• 1.2.3 骨股三维信息15-16
• 1.3 主要研究工作16
• 1.4 论文安排16-18
• 2 股骨近端三维信息测量方案18-32
• 2.1 股骨模型结构18-20
• 2.1.1 医学结构分析18-20
• 2.1.2 股骨假体特征20
• 2.2 股骨近端CT序列图像分析20-27
• 2.2.1 CT成像原理21
• 2.2.2 CT医学图像的特点21-22
• 2.2.3 股骨CT序列图像分析22-27
• 2.3 三维信息测量方案27-31
• 2.3.1 总体分析27
• 2.3.2 轮廓提取方案27-29
• 2.3.3 三维指标测量方案29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 初始轮廓的提取32-38
• 3.1 初始轮廓提取分析32-33
• 3.2 基于投影与边界追踪法33-37
• 3.2.1 感兴趣区域的确定33
• 3.2.2 二值化及投影33-34
• 3.2.3 轮廓确定34-36
• 3.2.4 实验结果图36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 股骨CT序列图像外轮廓提取38-50
• 4.1 寻找最优分割线法38-46
• 4.1.1 定位感兴趣区域38-39
• 4.1.2 滤波及二值化39-40
• 4.1.3 感兴趣区域的二次自适应确定40-41
• 4.1.4 最优分割线的确定41-44
• 4.1.5 外轮廓点的匹配44-45
• 4.1.6 轮廓线分裂45-46
• 4.2 实验结果46-48
• 4.3 实验结果分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 髋关节股骨近端三维指标测量50-62
• 5.1 股骨外轮廓数据分割50-51
• 5.1.1 数据的保存格式50-51
• 5.1.2 数据划分51
• 5.2 关键点定位51-55
• 5.2.1 三维距离变换确定颈干交点51-52
• 5.2.2 最大截面的确定52-53
• 5.2.3 股骨最大截面图像53-54
• 5.2.4 颈部定位54-55
• 5.2.5 颈部最小截面55
• 5.3 股骨体中轴线拟合55-56
• 5.4 各三维指标求取56-58
• 5.4.1 股骨头半径与球心56-57
• 5.4.2 颈长57
• 5.4.3 颈干角57-58
• 5.4.4 头颈比例58
• 5.5 实验结果分析58-60
• 5.6 本章小结60-62
• 6 工作总结与展望62-64
• 6.1 工作总结62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 参考文献64-70
• 攻读学位期间主要的研究成果70-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高丽娜;陈文革;;CT技术的应用发展及前景[J];CT理论与应用研究;2009年01期

2 张燕中;李俊峰;张栋;;膝关节损伤的MRI诊断分析[J];长治医学院学报;2008年06期

3 程宏煌,戴卫恒,姚u&u&;图像分割方法综述[J];电信快报;2000年10期

4 江少锋;陈武凡;冯前进;杨素华;;序列颅脑CT图像颅腔内结构自动化提取及分割[J];南方医科大学学报;2007年12期

5 李伟;陈武凡;;基于图论的交互式脑部肿瘤MRI自动三维分割[J];南方医科大学学报;2009年01期

6 罗胜;陈平;叶忻泉;沈龙;;一种边界-区域相结合的图像分割算法[J];光电工程;2008年12期

7 刘相滨,向坚持,阳波;基于八邻域边界跟踪的标号算法[J];计算机工程与应用;2001年23期

8 陈彦达;鲍苏苏;;一种新的肝脏CT序列图像区域生长算法[J];计算机工程与应用;2010年13期

9 李雨田;晋小莉;;基于图像边界跟踪的顶点矩阵算法[J];计算机工程;2010年01期

10 陆剑锋,林海,潘志庚;自适应区域生长算法在医学图像分割中的应用[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年10期

  本文关键词：基于CT的股骨三维信息测量，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：490919