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《基于配準的顱腦ct圖像分割的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要高分辨率、大容量的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)為臨床診斷提供了有力的輔助工具，同時它也增加了讀片醫(yī)生的工作負擔(dān)。在此背景下，開展計算機輔助診斷的研究，已經(jīng)成為了醫(yī)學(xué)圖像處理與分析領(lǐng)域的熱點和將來發(fā)展的主要方向。本文以顱腦CT圖像病變自動化檢出為研究目標，以顱腦CT圖像的配準和分割為研究切入點，對相關(guān)技術(shù)進行了深入研究，并且取得了一些成果，為實現(xiàn)顱腦病變自動化檢出做好前期準備。非剛性配準不僅是病變自動檢出的關(guān)鍵技術(shù)，也是統(tǒng)計圖譜創(chuàng)建的必要步驟。其中Demons算法是一種在準確度評價中很優(yōu)秀的非剛性配準算法，但它是基于光流場小形變模型的配準算法，在大形
2、變情況下不具有拓撲保持性，將它用于異體顱腦CT圖像配準時效果不理想。為此，本研究對它進行了改進。首先建立Demons算法目標能量函數(shù)，將形變場求解轉(zhuǎn)化為目標函數(shù)優(yōu)化問題；然后通過增加sKL距離作為正則項來優(yōu)化目標函數(shù)，消除了形變場的不適定性，并使形變場更加光滑。對高分辨率顱腦CT圖像的實驗結(jié)果表明，改進算法不僅能夠處理大形變問題，還能在處理大形變時通過光滑的形變場得到精確的配準結(jié)果。在上述改進的配準算法基礎(chǔ)上，本文通過模仿人工分割過程，提出了一種基于配準的顱腦CT自動分割算法，其目標是將腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)和腦脊液完整的分割出來。本算法首先采
3、用中值濾波和模糊C．均值聚類對參考圖像進行預(yù)分割，再利用解剖知識對其進行手動修『E，得到先驗的分割圖譜，以此圖譜指導(dǎo)后面的分割工作。分割算法實現(xiàn)過程如下，首先將待分割圖像向參考圖像配準，然后利用先驗圖譜對配準結(jié)果進行掩模分割，再逆映射此分割結(jié)果就得到了原圖像的分割結(jié)果，實驗中又采用聚類分割和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對最后結(jié)果進行了完善。實驗結(jié)果表明，此算法雖然有些局限，但具有可行性。本論文的工作得到了國家自然科學(xué)基會項目(60771007)的資助。關(guān)鍵詞：病變自動化檢出非剛性配準Demons算法拓撲保持性顱腦CT圖像圖像分割A(yù)bstractWhi
4、lemedicalimagesofhighresolutionandhi曲capacityprovidapowerfultoolforclinicaldiagnosis，italsoincreasestheworkloadofradiologist．Inthiscontext，ComputerAidedDiagnosishasbecomethemajorchallengeandmaindirectioninthefieldofmedicalimagingprocessingandanalysis．Withthegoalofpatholo
5、gyautomaticdetectiononthecerebralComputedTomography,wehavemadeain-depthstudyontheregistrationandsegmentationoftheCTcerebralimages．WemadesomeSuCcess，whichdopreparationsforthetargetofrealizingpathologyautomaticdetection．Non．rigidregistrationisnotonlythekeytechnologyforther
6、ealizationofpathologyautomaticdetection，butalsothenecessarystepofconstructingthedeformationatlasofthenormalbrainanatomy．Demonsalgorithmisaaccuratenon．rigidregistrationalgorithm，butitisderivedbyassumingsmalldeformations．SooneofthelimitationsoftheoriginalDemonsisthatitcann
7、otproducetopologypreservingmapsforthelargedeformations．Aimingtosolvethisproblem，animprovedDemonsalgorithmwasproposedinthispaper．First，theequationofforceintheoriginalDemonswasregardedastheresultofminimizingtheenergyfunction．Then，Demonsalgorithmwasimprovedbyaddingaregulari
8、zationtermintothefunction．ThesymmetricKullback-Leibler(sKL)distanceininformationtheorywasusedastheregul
