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基于可形变模型的心脏MRI分割

多年来,对心脏核磁共振图像(MRI)的分析研究一直是医学图像领域的一个重要课题。目前,对心脏MRI分析研究主要集中在对左心室的运动和形变分析上,因此,准确地提取出心脏MRI中的左心室是进行分析研究的先决条件。基于可形变模型的分割技术考虑了人类观察图像的心理过程和视觉特征,为有效地从图像中分割出感兴趣的区域提出了全新的思路,已成为医学图像分割的重要工具。可形变模型分为参数活动轮廓模型和几何活动轮廓模型两类,本文对这两种模型的理论基础进行了分析,并对可形变模型在心脏核磁共振图像分割中的应用进行了研究。传统的参数活动轮廓模型分割图像时,要求初始轮廓线设置在感兴趣区域的边界附近,且曲线在变形过程中难以分割深度凹陷区域。为此,Cohen在模型中增加了气球力,扩大了Snake的捕捉范围,但一定程度上仍依赖于初始曲线的设置。针对以上不足,本文提出一种基于蚁群算法的Snake模型:首先利用图像灰度的统计特征确定初始Snake曲线;然后在传统的S  (本文共46页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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基于M-reps的可形变模型及其在心脏分割中的应用

德国科学家伦琴1895年发现X射线,使得以非侵入方式取得内部组织影像成为可能,此后仅仅几个月时间,它就开始被应用于医学影像。最近几十年来,新图像获取技术日趋成熟,给临床医学带来了前所未有的帮助。在医学图像获取之后,对影像的后期处理和分析就成了医学诊断的直接根据,最近十年间,各种医学处理技术层出不穷,并形成了独立的新兴学科。如今,对医学图像处理的研究在全世界范围内各大医学影像研究机构都在进行着。医学图像分割是医学图像处理与分析的一个重要领域,同时也是计算机辅助诊断与治疗的基础。图像分割对于医学图像处理具有重要的意义,如结构分析、运动分析、三维可视化等后续操作以及辅助外科手术、放射治疗等医学应用,都假设已经对图像进行了准确的分割。图像分割是一个基础性的问题,同时也一个经典难题。过去的二十年间,在图像分割领域里,出现了各种新思路,新方法。目前,可变形模型方法已经逐渐发展成为图像分割最为活跃和成功的研究领域之一,在许多文献中提到的主动轮...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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可形变模型及其在心脏核磁共振图像分析中的应用研究

图像理解是机器视觉中的高层处理,它包括从图像中识别目标并建立有关目标、目标之间以及目标与人之间的三维关系。由于图像的离散特性以及采集传输过程中噪声的干扰,数据往往是不完整的,因而机器视觉中的很多问题如目标边缘提取,表面重建等是病态的。数学上解决病态问题的方法是正则化,可形变模型的计算基础即是正则化。基于可形变模型的图像理解是一个自顶向下的过程,它将目标形状的初始估计,曲线(曲面)的几何性质,来自图像的知识和先验知识融于一个统一的过程中,对目标边缘提取和目标表面重建等问题提供了较好的解决办法。心脏核磁共振图像分析是机器视觉的一个重要的应用领域,它需要提取左心室轮廓(以及标记线),重建左心室的表面(以及非刚体运动)。本文对可形变模型的理论进行探讨,并用可形变模型来解决心脏核磁共振图像分析中的分割与表面重建问题。Snake模型是可形变模型的2D表现,本文首先在“问题+正则化”的框架之下,综述了Snake模型现有的研究成果,并将这些成果...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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可形变模型分析及在心脏核磁共振图像处理中的应用研究

目前,可形变模型已经成为医学图像分析的重要工具,它将基于图像数据的约束和对感兴趣目标的先验知识统一于变分框架之下,其应用包括图像去噪、图像分割、图像配准、图像修复、表面重建、运动跟踪等方面。本文对参数活动轮廓模型、几何活动轮廓模型、表面变形模型的理论基础进行了分析;对可形变模型在心脏核磁共振图像的分割和表面重建方面的应用进行了研究。传统的参数活动轮廓模型分割图像时,要求初始轮廓线设置在感兴趣区域的边界附近,曲线在变形过程中难以分割深度凹陷区域。本文在分析快速活动轮廓模型的基础上,提出了改进的Snake模型:通过对贪婪优化算法的分析,提出了局部面积能量项的概念;该能量项扩大了模型获取图像边界的范围;能够有效地推动曲线进入深度凹陷区域;模型对初始轮廓线的位置和形状没有特别的要求。将该模型应用于心脏MRI图像的分割,取得了较好的效果。由于左心室存在弱边缘、与周围的组织之间存在低对比度区域,Snake模型分割心脏的MRI图象时,常会出现...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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基于心脏核磁共振图像的左心室分割及动力学模型研究

目前,心脏核磁共振影像技术已经成为心脏疾病临床诊断的重要辅助手段。心脏核磁共振影像分析是无创性评价心脏功能的重要方法,运用心脏核磁共振图像不仅能观察到心脏的形态结构,还可以估测心室的整体功能及局部心肌功能,使医师能对心脏的病理和生理状况做出正确的判断。在临床心脏疾病诊断中,由于左心室是全身血液循环的泵体,在心脏功能中起着重要的作用,因此是目前研究的重点。从心脏核磁共振图像序列提取左心室在收缩期的心肌运动场、位移场、应变应力,进而评定左心室整体和局部心肌功能,在临床具有重要的应用价值。本文着重对基于心脏核磁共振图像的左心室分割及心肌运动进行深入研究与探讨。从左心室的二维分割、三维表面恢复、三维运动重建和应力应变分析等方面着手,提出了相应的二维分割及三维运动分析模型,构建了运用心脏核磁共振图像序列进行左心室三维心肌功能评定的一般框架。本文的工作主要包括以下内容:(1)提出了基于模拟退火算法的简化Snake图像分割模型。该模型对传统S...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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核磁共振图像分割与运动分析若干技术研究

医学图像处理的主要研究方向有图像分割、图像配准、结构分析、运动分析等,而其中医学图像分割的研究具有重要意义。由于医学图像具有复杂性和多样性,成像质量受到医学影像设备成像技术的影响,医学图像具有局部边缘模糊、存在噪声、区域灰度不一致性等特点,使得医学图像分割更加困难。目前,人们在继续关注对医学图像进行自动分割的同时,对交互式分割方法的研究也成了医学图像分割的研究重点。本文对交互式live wrie、Intelligent Scissors模型、参数活动轮廓模型、几何活动轮廓模型进行了分析;对可形变模型在心脏核磁共振图像中的分割进行了研究;对光流技术理论模型进行了分析,并用光流技术对心脏运动进行评估方面进行了研究。分析了交互式图像分割的两种方法,即lire wire方法及Intelligent Scissors(IS)方法,并指出了这两种方法在分割图像时存在运算速度慢、操作复杂的缺陷。传统的Snake模型分割图像时,要求初始轮廓线设...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>