基于ITK与VTK的辅助诊断三维可视化重建算法研究

发布时间：2021-01-03 05:45

　　有报告指出,中国是世界上肝病发生率最高的国家。三维重建技术作为辅助医疗手段是肝脏诊疗的关键技术之一。其主要过程是先对肝脏及病灶进行自动化分割,然后将分割结果进行可视化处理,从而为医生的临床诊断提供更加直观的图像引导,提高诊断的准确率。本文基于此背景,在三维重建过程中对肝脏的自动化分割及可视化重建效率做了相关研究。本研究的主要内容和创新点如下:（1）提出一种对腹部肝脏及病灶的自动化分割算法。级联两个全卷积神经网络,使用3DIRCAD公开数据集为训练数据,获得特征模型。所得肝脏及病灶的分割结构,与条件随机场相结合,最终得到了较为精确的分割结果。（2）提出一种面绘制移动立方体时间优化的快速算法。在绘制过程中,对体素的遍历条件加以约束,减少对空体素等势面的提取,以分割出的3DIRCAD数据集为输入,获取肝脏的三维重建图像。与直接利用移动立方体算法直接绘制的肝脏图像相比,重建时间有一定程度的缩短,重建效果较好。实验结果表明:结合级联全卷积神经网络和条件随机场对数据集3DIRCAD中肝脏的自动化分割精度能达到94%;提出面绘制时间优化算法重建时间上有10%的缩减:从分割后的重建效果看,精准的分割能... 

【文章来源】：北方工业大学北京市

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１肝脏分割与可视化总流程??２．１?ＤＩＣＯＭ格式解析??

图２－２?ＣＴ图像中的个人信息??

均值滤波算法和灰度增强算法进行了验证性的实验。??⑴为了清楚的观察到滤波后肝脏位置的滤波效果与边缘情况，先利用ＩＴＫ??把肝脏部位从腹部图２－５剪切出来，然后在分别对其进行中值滤波与均值滤波的??降噪验证。实验结果如图２－６和图２－７展示，我们可以明显的观察到均值滤波在??滤掉椒盐噪声的同时边缘轮廓也被明显的“擦除”掉，而中值滤波很好的保留了??边缘信息。??（２）为了显示高斯滤波的突变效果，利用二阶拉普拉斯兑子对腹部图２－８进行??滤波实验，从滤波效果图２－９上来看，肝脏和边缘都冇丫明显的ｉＹ品，但随之增??加的还冇－些噪声斑点和无关信息。所以在进行灰度增强滤波时需耍进行利弊的??冇所权衡。??阁２－５肝脏加噪原阁?阁２－６屮攸滤波结災图?阁２－７均攸滤波结采阁??图２－８腹部ＣＴ?图２－９增强结果图??１２??

【参考文献】：
期刊论文
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[2]改进椒盐去噪方法在井下图像中的应用[J]. 王焱,刘海涛.  计算机工程与应用. 2016(17)
[3]基于层次上下文活动轮廓的三维CT肝脏图像分割[J]. 吉宏伟,何江萍,杨新.  生物医学工程学杂志. 2014(02)
[4]基于核图割模型的肝脏CT图像肿瘤分割[J]. 杨柳,陈永林,王翊,谭立文,陈伟.  计算机工程. 2014(03)
[5]基于改进算法的自动种子区域生长图像分割[J]. 魏津瑜,施鹤南,苏思沁.  中南大学学报(自然科学版). 2013(S2)
[6]基于统计信息及个体信息的统计形状模型的肝脏分割[J]. 李春丽,张久楼,冯前进.  南方医科大学学报. 2012(01)
[7]改进的变分自适应中值滤波算法[J]. 孙海英,李锋,商慧亮.  电子与信息学报. 2011(07)
[8]虚拟三维人体解剖学展示系统的设计[J]. 罗嘉伦,廖丙修,饶勇星,杨翀,涂腊根.  中国组织工程研究与临床康复. 2011(26)
[9]DICOM医学图像与BMP格式的转换研究[J]. 孙亦博,朱玲利.  现代计算机(专业版). 2010(08)
[10]虚拟肝技术在肝癌治疗中的应用[J]. 刘景丰,林科灿.  临床外科杂志. 2009 (09)

博士论文
[1]基于水平集方法和模糊模型的医学图像分割算法研究[D]. 刘宇.吉林大学 2016
[2]基于GPU的高性能并行算法研究[D]. 白洪涛.吉林大学 2010
[3]基于GPU的高质量交互式可视化技术研究[D]. 郑杰.西安电子科技大学 2007

硕士论文
[1]高清体绘制算法的研究[D]. 徐冰.浙江工业大学 2013
[2]基于MC算法的医学图像三维重建的研究[D]. 杨亚静.河北工业大学 2012
[3]基于统计形状模型的肝脏图像分割算法研究[D]. 李春丽.南方医科大学 2012
[4]利用CAD数据的视景仿真三维建模及其模型简化技术研究[D]. 彭云云.南京航空航天大学 2009
[5]基于水平集模型的形状先验分割算法及其在肝脏分割的应用[D]. 程侃.上海交通大学 2009



本文编号：2954433