一種自動的三維軟骨分割方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)人口老齡化的日益加劇，骨關節(jié)病對人類健康的危害也日益凸顯。為了診斷骨關節(jié)病的發(fā)展程度，在臨床上，醫(yī)學工作者們通過肉眼觀察關節(jié)部位的醫(yī)學圖像序列，對關節(jié)軟骨的形狀、厚度和體積進行主觀判定?，F(xiàn)代科學和成像技術的不斷發(fā)展為醫(yī)學圖像處理領域帶來了巨大的潛力，也令計算機輔助骨關節(jié)病診斷成為可能。本文基于前人成熟的圖像分割算法，提出了一種復合的三維軟骨分割方法，結合海森矩陣和水平集等多重算法對三維圖像中的軟骨組織進行提取。對軟骨分割結

2、果進行的三維重建，以直觀地展示軟骨的尺寸、結構等信息。
　　本文的主要工作有：
　　1)通過海森矩陣的特征值關系來強化三維空間中的薄面體結構，提取出空間中特定尺寸的薄面體。再結合圖像的灰度信息和空間連通性信息，去除這些薄面體結構中的非軟骨組織，提取出粗略的軟骨組織輪廓。
　　2)初步提取出的軟骨組織在輪廓邊緣上存在著誤差。水平集算法對于描述三維空間中的曲面演化有著極佳的效果。因而，在綜合考慮了幾種不同水平集算法后，引入

3、基于可變區(qū)域能量最小化擬合的三維水平集算法，對軟骨組織的輪廓進行細化，求取精確的軟骨組織輪廓。使用成套的膝關節(jié) MR圖像實驗，以醫(yī)生提供的手工軟骨分割結果作為標準，比較并評估算法的效果。
　　3)使用VC++與QT相結合，設計一個具有可視化交互界面的三維軟骨分割與重建系統(tǒng)。使用前文所述的算法，對三維空間中的軟骨進行提取與分割處理，以三維重建的形式展示算法的結果。使用VTK的體繪制算法對原始三維醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)進行三維重建，面繪制對提取