基于超声图像的病灶区自动检测和分析系统的实现

发布时间：2016-08-04 07:08

  本文关键词：计算机辅助微创心脏外科手术导航系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2008年

基于超声图像的病灶区自动检测和分析系统的实现

刘辰  

【摘要】： 目前超声图像诊断是与CT同位素扫描、核磁共振等一样重要的医学图像诊断手段。但是,与CT和核磁共振等医学图像相比,超声图像的图像质量较差,目前的诊断以定性为主,受主观因素影响较大。研究超声图像的纹理特征,以便获得量化参数,并以此为依据进行病灶的提取,为医生提供诊断依据,是非常必要的。基于以上原因,本文结合人体器官组织超声图像的特点,以三维重建,图像分割为基本手段,提取病灶组织,对超声图像的临床诊断具有重要意义。 该课题的临床意义在,于对处理复杂的超声图像,往往需要以医生的医学知识和行医经验为基础。鉴于此,本文着手来探索和研究一些有关超声图像处理方面的算法和思想,并且处理加工这些图片。通过数字图像处理,进行试验,提取所感兴趣区域(ROI)的有关信息,以减少不必要的错诊、误诊率。 Region of Interest即所感兴趣区域,中文译成病灶,因为人们所感兴趣的很大一部分是病变的器官,广义上ROI可以理解为特殊组织,器官,病灶等一切和周围组织有区别的部分。由于ROI在物理易于周围组织的特性,导致最后图像上ROI的特殊的图像性质,因此可以使用各种图像处理方法来提取ROI。 感兴趣区域(ROI)的提取很大程度上取决于图像分割的算法,由于超声图像的特性,很多算法比如分水岭,都不适用。由于Snake和其衍生算法从本质上说都是基于能量的分割算法,对于噪声的敏感度相对其他算法要小很多,比较适合对于超声图像的分割。 国内对于超声图像的分割仅仅局限于二维数据,本系统把分割从二维扩展到了三维数据,选取了DDCM作为分割算法。详细讲述了DDCM算法的改进,由实验得出DDCM算法初始参数选取的方法。 本文主要任务如下:讨论了医学图像的快速高效分割。讨论了几种比较热门的分割算法,其中着重讨论了DDCM算法,和其后续的改进。用改进的DDCM来对三维超声数据进行分割。并且对分割结果做初步分析,得出详细的分割报告。同时构建了一个三维超声数据病灶提取的软件,软件能很好的对病灶区进行分割。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP274.4
【目录】：

摘要5-7

ABSTRACT7-12

第一章 绪论12-20

1.1 课题背景和研究意义12-13

1.2 图像分割算法的综述13-14

1.2.1 图像分割概念及意义13

1.2.2 图像分割研究的国内外现状13-14

1.3 超声图像14-18

1.4 论文主要工作18-19

1.5 论文组织结构19-20

第二章 三维医学图像分割20-30

2.1 引言20-21

2.2 蛇形算法（SNAKE）模型21-23

2.3 气球力（BALLOON）算法23-24

2.4 梯度矢量流SNAKE 模型（GVF SNAKE）24-25

2.5 图像分割的评价算法概况25-27

2.5.1 图像分割的评价算法概况25-26

2.5.2 图像分割评价算法面临的挑战26-27

2.6 常用的三维医学图像分割评价算法介绍27-29

2.6.1 Similarity Index (SI)27

2.6.2 相对差异度(RDD)与相对重叠度(ROD)27-28

2.6.3 真阳性率(TPF)与真阴性率(TNF)28

2.6.4 根均方根误差(RMSE)28-29

2.7 小结29-30

第三章 离散动态轮廓模型（DDCM）30-41

3.1 引言30

3.2 基本模型30-37

3.2.1 内力分解31-34

3.2.2 外力分解34-35

3.2.3 形变和重构35-37

3.3 DDCM 算法的改进37-40

3.3.1 内力改进37

3.3.2 外力改进37-39

3.3.3 DDCM 算法在3-D 中的扩展39-40

3.4 小结40-41

第四章 系统的实现41-48

4.1 VTK 开发包41-44

4.1.1 VTK 简介41-42

4.1.2 VTK 图形模型对象42-43

4.1.3 VTK 可视化模型43-44

4.2 DICOM 数据的读取44-46

4.3 感兴趣区域的提取46

4.4 小结46-48

第五章 实验结果和分析48-56

5.1 实验环境48

5.2 系统构架48

5.3 实验步骤48-50

5.4 ROI 提取实验50-51

5.5 快速扩展性实验51-53

5.6 轮廓附着性实验53-55

5.7 小结55-56

第六章 总结与展望56-58

6.1 本文工作总结56

6.2 未来工作展望56-58

致谢58-59

参考文献59-62

攻读硕士学位期间的研究成果与已发表或录用的论文62

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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2 罗哲;计算机辅助微创心脏外科手术导航系统的设计与实现[D];上海交通大学;2010年

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【参考文献】

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【共引文献】

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【同被引文献】

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【二级引证文献】

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【二级参考文献】

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