本文關(guān)鍵詞：磁共振圖像中半月板的自動(dòng)提取和重建問題研究

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【摘要】：半月板損傷是一種常見膝關(guān)節(jié)疾病,而磁共振檢測是半月板病變檢測中的一種有效影像學(xué)方法,醫(yī)生通過觀察磁共振影像序列來診斷病情。磁共振圖像的成片往往數(shù)量較大,并且圖像中干擾信息較多,醫(yī)生通過觀察成片診斷病情的結(jié)果受主觀因素、醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)、成像質(zhì)量等多種因素影響。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助手段近年被應(yīng)用于臨床診斷領(lǐng)域。針對(duì)半月板病變輔助診斷,為解決序列磁共振圖像中目標(biāo)自動(dòng)提取問題,本文提出一種基于閾值處理和形狀約束的半月板自動(dòng)檢測與提取方法,實(shí)現(xiàn)磁共振圖像序列中的半月板自動(dòng)檢測與提取。同時(shí)針對(duì)輔助診斷中立體顯示的問題,在目標(biāo)提取結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用基于醫(yī)療圖像處理軟件的體渲染、體繪制及基于移動(dòng)立方體法的面繪制,實(shí)現(xiàn)了半月板的三維重構(gòu)。為半月板病變?cè)\斷提供輔助,為計(jì)算機(jī)輔助診斷奠定基礎(chǔ),同時(shí)可為教學(xué)演示、手術(shù)仿真及3D打印提供數(shù)據(jù)支持。本文的研究以醫(yī)學(xué)臨床知識(shí)為指導(dǎo),以經(jīng)典計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ),搭建了一個(gè)半月板自動(dòng)化提取系統(tǒng),以專業(yè)醫(yī)療圖像處理軟件及體重構(gòu)算法進(jìn)行三維重構(gòu),實(shí)現(xiàn)提取結(jié)果的立體化與實(shí)用性驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)最終能達(dá)到半月板目標(biāo)提取準(zhǔn)確率為84.9%,召回率為86.5%,對(duì)于典型三角形半月板的提取準(zhǔn)確率為88.0%。通過對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化選取,運(yùn)算效率提升1倍,同時(shí)解決了感興趣區(qū)域定位錯(cuò)誤、關(guān)節(jié)面軟骨誤提取等問題。相較于現(xiàn)有方法,系統(tǒng)具有更強(qiáng)的針對(duì)性,能夠?qū)崿F(xiàn)圖像序列批處理,系統(tǒng)運(yùn)行效率高,同時(shí)算法易實(shí)現(xiàn)且擴(kuò)展性強(qiáng)。在體重構(gòu)結(jié)果評(píng)價(jià)中,制定了一套針對(duì)重構(gòu)效果的評(píng)分方法,對(duì)重構(gòu)結(jié)果的結(jié)構(gòu)完整性、可觀測性、可操作性等方面進(jìn)行評(píng)估,為搭建一個(gè)針對(duì)三維重構(gòu)結(jié)果的統(tǒng)一評(píng)價(jià)體系,進(jìn)行了有益探索。
【關(guān)鍵詞】：膝關(guān)節(jié)磁共振 半月板 目標(biāo)提取 閾值處理 形狀約束 三維重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;R445.2;R684
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 圖像分割與重構(gòu)相關(guān)問題研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 圖像分割技術(shù)11-14
• 1.2.2 圖像特征描述14-15
• 1.2.3 三維重構(gòu)技術(shù)15-17
• 1.2.4 半月板輔助診斷研究17-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 圖像分割與重構(gòu)理論19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)19-23
• 2.2.1 磁共振成像特點(diǎn)19-20
• 2.2.2 膝關(guān)節(jié)MRI及半月板特點(diǎn)20-23
• 2.3 圖像分割理論23-28
• 2.3.1 灰度圖像23
• 2.3.2 閾值處理23-24
• 2.3.3 連通域理論24-26
• 2.3.4 圖像的幾何特征26-28
• 2.4 三維重構(gòu)技術(shù)28-30
• 2.4.1 Mimics軟件特性28
• 2.4.2 移動(dòng)立方體法28-30
• 2.5 性能評(píng)估方法30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 半月板自動(dòng)提取方法研究32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 目標(biāo)定位方法32-36
• 3.2.1 ROI定位34-36
• 3.2.2 片層選擇優(yōu)化36
• 3.3 半月板目標(biāo)提取36-39
• 3.3.1 自動(dòng)閾值選擇與目標(biāo)濾波37-39
• 3.3.2 目標(biāo)原始信息提取39
• 3.4 半月板提取結(jié)果分析39-49
• 3.4.1 ROI定位結(jié)果40-44
• 3.4.2 目標(biāo)提取結(jié)果44-47
• 3.4.3 目標(biāo)提取性能評(píng)估47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 半月板三維重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)與評(píng)估50-57
• 4.1 引言50
• 4.2 半月板三維重構(gòu)50-52
• 4.2.1 基于Mimics的半月板重構(gòu)50-51
• 4.2.2 基于MC算法的面繪制51-52
• 4.3 三維重構(gòu)結(jié)果分析52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果63-65
• 致謝65

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧順德,聶生東,陳瑛,章魯;基于K-最近鄰規(guī)則的磁共振顱腦圖像分割算法的應(yīng)用研究[J];上海醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

2 徐志榮,朱弋,張衛(wèi)東;磁共振實(shí)用圖像參數(shù)實(shí)驗(yàn)分析[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2000年03期

3 劉德光,孫毅平;磁共振介導(dǎo)微創(chuàng)外科的展望[J];中國冶金工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志;2001年03期

4 吳前芝,張?zhí)?毛存南,陳馬昊;磁共振窗口技術(shù)應(yīng)用初探[J];實(shí)用醫(yī)技雜志;2002年12期

5 陳迎良;苗重昌;張波;;新生兒缺氧缺血性腦病患兒磁共振檢查的護(hù)理體會(huì)[J];醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐;2012年24期

6 Von D.Uhlenbrock;張本固;;磁共振體層照像診斷炎性腎臟病的可能性[J];放射學(xué)實(shí)踐;1988年04期

7 楊揚(yáng);西班牙空軍高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的頸椎磁共振圖像[J];航空軍醫(yī);1997年01期

8 ;眼科學(xué)[J];國外科技資料目錄.醫(yī)藥衛(wèi)生;1998年01期

9 王其玲;磁共振介紹[J];今日科技;1999年10期

10 倪萍;陳自謙;;磁共振質(zhì)量控制和質(zhì)量保證若干問題的探討[J];福州總醫(yī)院學(xué)報(bào);2008年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙磊;徐進(jìn);;磁共振導(dǎo)航微創(chuàng)治療系統(tǒng)及其臨床應(yīng)用[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)成立30周年紀(jì)念大會(huì)暨2010中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)壁報(bào)展示論文[C];2010年

2 徐志榮;朱戈;張衛(wèi)東;;磁共振實(shí)用圖像參數(shù)實(shí)驗(yàn)分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第一次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];1999年

3 翁得河;王慧賢;宋濤;;基于小波和模糊集的磁共振圖像增強(qiáng)[A];第六屆全國計(jì)算機(jī)應(yīng)用聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

4 劉英豪;于源;;ASM-016P磁共振裝置脊椎掃描技術(shù)分析及臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第一次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];1999年

5 江寶釧;張森;胡蘭清;;無指導(dǎo)的模糊聚類的多回波腦部磁共振圖像分割[A];中國圖象圖形科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展——第九屆全國圖象圖形科技大會(huì)論文集[C];1998年

6 寧本德;屈小波;郭迪;陳忠;;基于小波變域內(nèi)局部方向性的磁共振圖像稀疏重建[A];第十七屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

7 趙磊;;磁共振導(dǎo)航微創(chuàng)治療技術(shù)及其在經(jīng)皮冷凍治療中的應(yīng)用[A];第六屆中國科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

8 陳曉榮;任宇婧;胡紅杰;尹學(xué)青;錢玉娥;劉華鋒;;磁共振評(píng)價(jià)左室容量-時(shí)間曲線的初步研究[A];2012年浙江省放射學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

9 相艷;李江濤;楊嘉林;;基于模糊C均值聚類算法的腦部磁共振圖像分割[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

10 胡昌偉;屈小波;郭迪;陳忠;;基于小波變換的迭代閾值磁共振圖像稀疏重構(gòu)新算法[A];第十六屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報(bào)記者 皮澤紅;國產(chǎn)磁共振的痛苦只是暫時(shí)的[N];廣東科技報(bào);2004年

2 記者　孫占穩(wěn);新奧博為勇破世界性難題[N];河北日?qǐng)?bào);2006年

3 本報(bào)記者 劉正午;磁共振競技場的新較量[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李建福;磁共振結(jié)構(gòu)像分析及其在音樂家大腦研究中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2015年

2 羅敏敏;胎兒磁共振安全問題研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

3 陳相教;基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的無參考MRI測溫關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

4 侯漠;磁性微泡對(duì)比劑介導(dǎo)超聲與磁共振圖像的配準(zhǔn)與融合研究[D];東南大學(xué);2015年

5 蓋永浩;超聲聯(lián)合磁共振評(píng)價(jià)Budd-Chiari綜合征血管病變與引流方式以及超聲定量分析肝靜脈引流的研究[D];山東大學(xué);2016年

6 孔凡輝;基于粒子濾波的磁共振擴(kuò)散成像人體心肌纖維重建方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 江遠(yuǎn)亮;顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊離體高分辨率磁共振成像與病理對(duì)照研究及活體顱內(nèi)責(zé)任斑塊磁共振特征分析[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2016年

8 王麗嘉;磁共振圖像全自動(dòng)分割量化方法研究[D];華東師范大學(xué);2015年

9 張寧;心臟磁共振圖像左心室分割算法研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2009年

10 張?jiān)獎(jiǎng)P;四肢腫瘤的微結(jié)構(gòu)與生物學(xué)行為及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振相關(guān)性研究[D];山東大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳勇;基于偏微分方程的磁共振圖像降噪算法研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 厲元杰;四維心臟輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];四川師范大學(xué);2015年

3 莊亞運(yùn);利用高介電材料提高胎兒磁共振射頻安全性理論研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

4 張翔亞;磁共振擴(kuò)散張量成像FA值在足月新生兒缺氧缺血性腦病中的應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

5 商立清;基于磁共振數(shù)據(jù)的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 葛嶺嶺;稀疏磁共振圖像重建方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

7 周延明;基于PRONY模型的磁共振測溫技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 周維林;心臟磁共振實(shí)時(shí)電影成像方法研究[D];東北大學(xué);2014年

9 李婷婷;超聲與磁共振圖像三維配準(zhǔn)方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

10 杜磊;核磁共振圖像中的3D胰腺分割[D];西安電子科技大學(xué);2014年

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