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基于模式识别的全髋关节置换术术前智能测量系统研究

作　者: 孔祥棕
导　师: 方志刚
学　校: 浙江大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 医学图像处理全髋关节置换术 MIPS 模式识别
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 17次
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内容摘要

近年来,随着图像处理技术逐步引入到医学研究中并发挥了越来越重要的作用。医学图像处理技术已作为一种主要方法有效地帮助医生准确快速地对患者的病情做出科学的诊断结果,给当今医疗发展带来了巨大的影响。医学图像处理系统是医学图像处理技术的具体载体,能有效地提高医生的工作质量和效率,改变以前根据胶片依据经验进行判断的弊端,实现较高的医学图像量化诊断水平。本课题首先分析了国内外现有的医学图像处理系统,并结合各种系统的优缺点,从可用性和用户体验的角度出发,结合了医院的实际需求,针对全髋关节置换术开发了一套基于模式识别的术前智能测量系统(MIPS)。有利于医生在手术前更好得观察患者的病灶并且可以在患者DR片进行必要的操作。此系统采用模式识别的方法,根据患者DR片的特征自动选取与之匹配的假体型号。MIPS包括基本操作、图像变换、分割模块和识别模块这四个部分。基本操作主要包括图片的打开,撤销,保存等。图像变换包括水平镜像,缩放,测距等。分割模块,即对髋关节感兴趣区域(ROI)特征的提取。识别模块,此模块包括样本的训练和识别两个过程,先通过对已知样本集的训练设计一个分类器,再通过设计好的分类器对已提取的特征进行识别,选取合适的假体型号。最后,我们对系统的可靠性进行评估。首先对软件的所有功能进行了测试,结果显示,系统设计的功能全部实现,所有界面显示清晰,系统运行流畅。实验结果表明,本系统取得了不错的识别成功率,在样本有限的情况下能达到较高的识别率,且通过实验证明适当的增加样本容量可以有效提升识别率,因此本系统可以对医生诊断起到一定的辅助作用。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-24
  1.1 研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 国内外著名的医学图像处理软件  15-21
  1.4 本文研究思路  21-22
  1.5 本文的主要内容及架构  22-24
    1.5.1 论文的主要研究工作  22-23
    1.5.2 论文的内容组织  23-24
2 髋关节置换术术前测量系统设计  24-29
  2.1 引言  24-25
  2.2 系统需求分析  25-26
  2.3 系统框架  26-28
    2.3.1 MIPS系统的总体结构  26-27
    2.3.2 MIPS系统功能描述  27-28
  2.4 系统开发和运行环境  28
  2.5 小结  28-29
3 髋关节置换术术前测量系统实现  29-57
  3.1 用户界面  29-30
  3.2 图像变换  30-38
    3.2.1 图像平移  30-31
    3.2.2 图像镜像  31-34
    3.2.3 图像缩放  34-37
    3.2.4 测距  37-38
  3.3 分割模块  38-44
    3.3.1 医学图像分割概述  38-39
    3.3.2 Canny算法  39-40
    3.3.3 一种改进的Canny算法  40-42
    3.3.4 实验结果  42-44
  3.4 识别模块  44-55
    3.4.1 模式识别概述  44-46
    3.4.2 支持向量机  46-52
    3.4.3 SVM实现  52-55
  3.5 小结  55-57
4 髋关节置换术术前测量系统实验  57-67
  4.1 实验目的  57
  4.2 MIPS软件测试  57-58
  4.3 可用性评估  58-65
    4.3.1 实验对象选择  58
    4.3.2 实验结果数据分析  58-65
  4.4 小结  65-67
5 结论和展望  67-69
  5.1 本文的主要工作和创新点  67-68
  5.2 可开展的后续工作  68-69
参考文献  69-71
作者简历  71

基于模式识别的全髋关节置换术术前智能测量系统研究

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