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基于多层螺旋CT成像的冠状动脉三维重建

作　者: 张立东
导　师: 段会龙
学　校: 浙江大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 冠状动脉 MSCT 三维分割 K-均值聚类 最大后验概率决策 几何动态轮廓模型 level set
分类号: R318
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 215次
引　用: 4次
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内容摘要


冠心病一直是威胁人类健康的主要疾病之一,且发病率呈上升趋势。尽早发现冠心病,对临床医生制定合理的治疗方案具有重要意义。多层螺旋CT机,尤其新近问世的64层螺旋CT,具有扫描速度快、图像分辨率高、扫描层薄等技术优势,可以作为无创手段,为临床诊断冠心病提供可靠的依据。 冠状动脉的复杂生理形态和心脏运动对其的影响使得冠状动脉的CT图像三维重建很难实现,目前此方面的研究尚处在初步阶段。 本文的目标为对MSCT成像的冠状动脉三维分割算法做出探索性研究,核心为基于目前最新的MSCT成像的冠状动脉三维分割方法框架,进行理论扩充和改进,实现对左、右冠状动脉的三维分割。具体内容包括: (?)分析MSCT成像冠脉重建的发展历史和现状 (?)介绍相关生理、病理和CT知识、图像处理和显示开发工具包 (?)研究MSCT图像的预处理、分割和重建的常规方法 (?)探讨目前最新的MSCT图像冠状动脉三维分割方法框架,并对该框架进行理论扩充和改进 (?)利用ITK工具包,通过VC.NET实现和验证此改进后的MSCT图像的冠状动脉三维分割方法 (?)分析和评价此MSCT图像的冠状动脉三维分割方法 验证结果表明,本文采用的基于概率决策和动态轮廓模型的MSCT图像冠状动脉三维分割算法具有良好的分割性能,能够同时提取出左、右冠状动脉的所有稍大分支。

全文目录


致谢  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 选题意义  8-9
  1.2 发展历史和现状  9-12
    1.2.1 MSCT机的发展对心脏疾病检查的影响  9-10
    1.2.2 CT图像分割技术的发展  10-11
    1.2.3 MSCT图像的冠状动脉三维重建方法研究现状  11-12
  1.3 目标和内容  12-13
第二章 生理病理、CT成像原理和开发工具  13-23
  2.1 生理病理  13-17
    2.1.1 心脏和冠状动脉  13-15
    2.1.2 冠心病原理  15
    2.1.3 冠心病的诊断方法  15-17
  2.2 CT成像  17-21
    2 2 1 CT成像基本原理  17-18
    2.2.2 CT设备  18-20
    2.2.3 CT图像和CT值  20-21
  2.3 开发工具包  21-23
    2.3.1 可视化开发包VTK  21-22
    2.3.2 分割与配准开发包ITK  22-23
第三章 CT图像冠脉重建  23-33
  3.1 图像预处理  23-25
    3.1.1 CT图像特点  23
    3.1.2 各向异性滤波  23-25
  3.2 图像分割  25-30
    3.2.1 灰度阈值法  26-28
    3.2.2 区域生长法  28-29
    3.2.3 分水岭法  29-30
  3.3 图像三维重建  30-33
    3.3.1 面绘制  31-32
    3.3.2 体绘制  32-33
第四章 基于概率决策和动态轮廓的三维分割算法  33-43
  4.1 方法总论  33
    4.1.1 冠状动脉三维分割的难点  33
    4.1.2 方法策略  33
  4.2 体素分类训练  33-35
    4.2.1 体素分类训练方法策略  33-34
    4.2.2 K-均值聚类  34-35
  4.3 体素分类  35-38
    4.3.1 体素分类方法策略  35-36
    4.3.2 高斯函数  36-37
    4.3.3 贝叶斯分类  37-38
  4.4 冠状动脉提取  38-43
    4.4.1 冠脉提取方法策略  38
    4.4.2 动态轮廓模型  38-39
    4.4.3 几何动态轮廓模型  39-40
    4.4.4 Level Set算法  40-43
第五章 基于概率决策和动态轮廓的三维分割算法验证  43-49
  5.1 图像预处理  44-45
  5.2 体素分类训练-K-均值聚类  45-46
  5.3 体素分类-MAP决策  46
  5.4 冠脉提取-几何动态轮廓模型  46-49
第六章 总结和展望  49-51
  6.1 总结  49-50
    6.1.1 结果分析  49
    6.1.2 讨论  49-50
  6.2 展望  50-51
附录A 参考文献  51-54
附录B 作者在攻读硕士学位期间完成的论文  54-55
独创性声明  55
学位论文版权使用授权书  55

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程
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