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DSA图像三维重建中的二维信息处理及三维表达

作　者: 彭维雪
导　师: 桑农
学　校: 华中科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 数字减影血管造影血管分割中轴跟踪三维表达广义圆柱模型 VTK
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 158次
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内容摘要

数字减影血管造影技术(Digital Subtraction Angiography,简称DSA)是一种广泛使用的血管可视化技术,在临床已应用20多年,是血管疾病无创诊断与介入治疗的重要依据,广泛应用于X射线序列成像中的血管的可视化系统中。本文主要研究数字减影血管造影三维重建过程中的血管分割、中轴提取以及血管的三维表达问题。血管分割是DSA三维重建的基础,本文针对减影效果较好的DSA图像提出了知识导引的血管造影图像局部阈值分割方法。在血管直径先验知识的指导下将图像分成适当大小的若干子块,引入血管存在性判据,采用有重叠的图像分块技术对各子块进行局部阈值分割,再融合各子块分割结果。针对脑部和肝部DSA图像进行实验后,结果表明本文所提出的方法可以快速有效的分割出血管结构。中轴提取方面提出了基于多尺度Gabor滤波的方法对血管进行跟踪提取中轴。Gabor滤波器灵活的方位带宽和频率带宽使得血管中轴得到很好的增强,在增强后的响应图上人工选取各分支起点和终点,用最短路径法进行跟踪。对血管进行半自动分支跟踪可以解决血管的交叉,临近血管的区分,重叠等问题,使提取的中轴清晰准确。血管三维表达方面,先简短的介绍了三维表达前所必须的步骤:两个不同视角图的配准和骨架重建,再重点介绍基于广义圆柱模型(Generalized Cylinder)的血管三维表达。其中包括提取血管三维重建半径,对三维血管中轴进行平滑和为了得到血管横截面上圆周的三维坐标所进行的空间直角坐标变换。该方法简单效率高,能很好的显示完整的三维血管。最后是通过血管的表面绘制方法,利用VTK对血管进行三维显示。此方法绘制速度快,显示结果逼真有立体感。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题背景  9
  1.2 数字减影血管造影技术的基本原理和应用  9-12
  1.3 国内外研究状况  12-15
  1.4 本文研究内容及结构  15-16
2 DSA 图像的血管分割  16-27
  2.1 知识导引的血管造影图像局部阈值分割基本原理  16-17
  2.2 算法描述  17-19
  2.3 血管存在性判别  19-22
  2.4 子块分割结果融合  22-23
  2.5 实验结果  23-25
  2.6 本章小结  25-27
3 多尺度血管中轴提取与跟踪  27-35
  3.1 多尺度血管增强  27-32
  3.2 最短路径法中轴跟踪  32
  3.3 实验结果  32-34
  3.4 本章小结  34-35
4 DSA 图像的三维表达  35-50
  4.1 两个不同视角图的配准和骨架重建  36-41
  4.2 三维表达  41-49
  4.3 本章小结  49-50
5 基于VTK 的可视化  50-55
  5.1 VTK 系统概况  50-52
  5.2 血管三维显示  52-54
  5.3 本章小结  54-55
6 全文总结  55-57
  6.1 本文的主要研究成果  55-56
  6.2 需要进一步研究的工作  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-63
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录  63

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