试述核磁共振基于二维自动主动形状模型的椎间盘核磁共振图像分割算法大专毕业365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐范文

365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐导读:
  摘要:针对椎间盘手动建模主观耗时以及现有分割方法不够准确的问题,提出了一种二维自动主动形状模型(2DAA**)方法,由基于最小描述长度的椎间盘自动统计形状建模、二维局部梯度建模和分割三部分组成。将25组脊柱核磁共振图像(MRI)的椎间盘专家分割结果作为训练,采用基于最小描述长度的方法确定点对应关系,建立椎间盘T45的统计形状模型和二维局部梯度模型,生成形状模型的方差和目标函数值均小于手工和弧长参数方法。模型建立后,通过3组脊柱MRI数据测试提出的分割方法,与传统主动形状模型(A**)和加入一维局部梯度模型的A**方法相比,其分割结果具有更高的戴斯系数值,更低的过分割率和欠分割率。实验结果表明,所提方法建立的模型更准确,分割结果更精确。

  关键词:椎间盘分割;最小描述长度;主动形状模型;多尺度;局部梯度模型

  :A

  0引言

  脊柱疾病已经成为影响公共健康的几大顽疾之一。椎间盘分割技术对脊柱核磁共振图像(Magnetic Resonance Image, MRI)的处理是非常重要的。准确高效地将椎间盘分割出来,不仅有利于缩短医生诊断脊柱疾病所消耗的时间,同时还可以通过计算椎间盘的参数来辅助脊柱疾病的治疗。人体的椎间盘共有23个,若采用手动分割方式,将会非常耗时,同时操作人员的不同也会导致分割结果具有主观性差异。而将MRI图像进行计算机量化处理,能够提高脊柱诊断的效率并克服主观性差异[2-3]。本文致力于研究适用于椎间盘MRI图像分割的计算机方法。

  图像分割的目的是将图像中感兴趣的部分剥离出来,为进一步的图像处理做准备。近年来,国内外已经提出了很多用于图像分割的技术和方法。主动轮廓模型(Active Contour Model, SN**E)方法[4]和基于水平集的方法[5]受到了关注。这两种方法在形状变形上非常灵活,能够极大地扩展捕获区域和降低计算复杂性,但其存在固有的局限性,可能收敛

摘自:毕业365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐怎么写http://2s4f.com

到局部极值点甚至发散;同时需要一个非常接近于真实轮廓的初始轮廓。因此,这两种方法并不适用于大量的医学图像分割任务。主动形状模型(Active Shape Models, A**)[6]和主动外观模型(Active Appearance Model, AAM)[7]虽然是由主动轮廓模型进化而来,但并不具备上述的局限性,被应用于大量医学图像分割实验中,成为当前的研究热点。A**通过建立并利用统计形状模型来分割目标,AAM在A**的基础上添加了统计纹理模型,将统计形状模型和统计纹理模型有效结合起来进行分割。A**在特征点分割上更快更精确,而AAM在纹理上更为匹配[8]。目前有很多研究对A**方法进行改进[9],并将其广泛地应用于人脸识别[10],目标对象定位[11]和医学图像分割[12]。

  A**和AAM方法的一个重要步骤是统计形状建模,即在点分布模型的基础上,利用几何形状信息建模。而统计形状建模的主要难点是在各个形状轮廓之间建立正确的点对应关系。在医学图像领域,通常采用手工方式获得点对应关系,但这种方式非常耗时、主观且难以应用于三维图像。为了克服上述困难,需要寻求一种自动或者半自动的方式来获取点对应关系。目前主要有以下三种解决方法:1)简单弧长参数方法,实现简单,但其忽略了样本间统计信息和样本自身轮廓的几何信息,因此建立的模型无法满足需求;2)在简单弧长参数方法的基础上,将形状特征信息应用于建立点对应关系,这种方法符合人类直观视觉,但当形状轮廓上有噪声或出现较大形变时,选取的特征点稳定性不足,难以建立有效的模型;3)将弧长参数选择问题看作最优化问题,通过建立目标函数表示样本间的点对应程度,最小化目标函数,获得某种意义上的最佳点对应关系,如基于最小描述长度(Minimum Description Length, MDL)的方法[13-14],可以非常好地解决点对应关系的问题。

  传统A**方法采用手工建模,具有耗时和主观的缺点,且其对椎间盘MRI图像的分割并不精确。因此,针对以上问题,本文提出一种2DAA**方法。该方法包括自动统计形状建模、二维局部梯度建模和分割三部分,是对传统A**方法的改进,采用基于MDL的自动建模方法替代传统的手工建模,并将2D局部梯度模型与传统的主动轮廓模型结合起来进行分割。具体步骤:第一,采用基于MDL的方法自动建立统计形状模型;第二,建立2D局部梯度模型;第三,确定椎间盘初始位置,先手动确定两个顶点,然后将模型平均形状按照已有的两个顶点的位置进行平移、旋转和缩放,从而获得非常接近真实轮廓的初始位置;最后,通过2DAA**模型搜索椎间盘位置。

  3结语

  本文提出了一种2DAA**方法,有效地解决了手工方法主观耗时的问题,并提高了椎间盘分割的精确度。采用基于MDL的方法解决了手工建模耗时且存在主观误差的问题,获得准确的点对应关系;采用2D局部梯度模型代替1D局部梯度模型提高了局部梯度模型的健壮性,获得了更多的信息;通过手动选取两个角点的方式获得了与目标轮廓非常贴近的初始轮廓,降低了初始轮廓对最终结果的不利影响。虽然提出的方法获得了较好的结果,但是目前无法适用于大量的医学分割任务,因此,为了能够在临床诊断中获得更好的应用,进一步的研究方向是:1)从半自动分割到全自动分割;2)从一块椎间盘分割扩展到全部椎间盘统一分割。
上一篇: 谈移植Android体系下SAEJ1939协议的移植毕业365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐范文 下一篇: 没有了
穗丰365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐网———写经典365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐经典的网站,找毕业365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐范文,365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐格式模板,365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐****就上穗丰365bet体育在线下载_365bet娱乐场注册_365bet提款多久到帐网!