与CT技术的快速发展,尤其是高分辨率CT机和一片的数量急剧上升,提取和三维的显示主动脉夹层从巨大的医学图像数据成为一个具有挑战性的任务。主动形状模型,结合空间连续性采用实现自动重建主动脉夹层。首先,我们标记主动脉特征点从大数据样本库和注册训练样本建立统计模型。同时,灰色向量利用采样方阵,设置地标为中心。姿态参数的初始形状自动调整CT序列之间的空间连续性的方法。对比实验证明,该算法可以实现准确的主动脉分割没有选择感兴趣的区域,而且有更高的精确度比养狐业蛇算法(主动脉弓上分别为93.29%和87.54%,94.30%和89.25%降主动脉)。主动脉夹层膜提取通过海赛矩阵和贝叶斯理论。最后,主动脉夹层的三维可视化是在体绘制完成基于射线铸造方法来协助医生临床诊断,这有助于提高操作的成功率。gydF4y2Ba
主动脉夹层(广告)是心血管疾病,这是一个危险的威胁人类健康,可迅速导致死亡(gydF4y2Ba
真和假腔。gydF4y2Ba
目前的主要分离治疗主动脉夹层的腔隔离技术要求临床医生可以清楚地知道裂缝位置、范围、数量、术前严重等等。为了提高积极主动脉剥离,实现自动化指导介入治疗,并实现精确的手术或术后评估、主动脉夹层的3 d重建系统是必不可少的。的关键技术是实现主动脉分割。基于阈值的图像分割方法挑战强度梯度图像体积内(gydF4y2Ba
和边缘检测方法挑战贫穷在医学图像对比。基于特定的理论方法引入到图像分割领域,数学模型和主动形状模型(ASM)属于“自上而下”的策略;它结合了顶层的先验知识和信息底部的图像特征,能够实现精确复杂的医学图像分割(gydF4y2Ba
的原则框架,提出三维重建系统如图gydF4y2Ba
三维重建系统的框架。gydF4y2Ba
由于主动脉的三维结构的复杂性,尤其是主动脉弓和降主动脉形状大的差异,我们需要设置主动脉弓和降主动脉训练集,分别。摘要主动脉弓和降主动脉的训练集是由数量相等的时间间隔从样本中提取的主动脉夹层患者的CT序列包含的所有形状的变化。两个训练集可以反映所有形状变化的模式。我们选择多个典型的主动脉夹层患者的CT图像从天津胸部医院建立主动脉弓和降主动脉模型库;不同的患者有不同的主动脉CT序列号,平均约700 ~ 1000的范围。为了模型的形状,我们代表一组具有里程碑意义的点。这必须完成每个形状的训练集,必须正确地、准确地完成gydF4y2Ba
具有里程碑意义的点标记。gydF4y2Ba
主动脉弓里程碑点gydF4y2Ba
降主动脉里程碑点gydF4y2Ba
根据里程碑点,我们建立主动脉大数据模型库。有很大的偏差在形状和位置不同的样本,因此在建模之前,我们需要登记规范化形状向量的两个训练集,从而实现主动脉的模型建立gydF4y2Ba
注册结果。gydF4y2Ba
主动脉弓样本集之前注册gydF4y2Ba
注册后主动脉弓样本集gydF4y2Ba
降主动脉样本集之前注册gydF4y2Ba
注册后降主动脉样本集gydF4y2Ba
主动脉模型构建是一个高维数据处理。为了简化计算过程,本文运用主成分分析(PCA)方法来降低维数的训练集包括所有形状向量来确定主要部件(gydF4y2Ba
计算特征向量gydF4y2Ba
建立灰度纹理模型匹配和搜索目标轮廓形状统计模型建立。摘要灰度纹理模型为每一个里程碑式的进行将点为中心广场的灰色采样,避免了传统方法只使用垂直方向的信息,导致不完整的搜索和收敛误差。每个里程碑式的灰色向量gydF4y2Ba
我们Mahalanobis距离最小化一个新的概要文件和模型在随后的匹配搜索过程作为标准;匹配的函数表示为gydF4y2Ba
为了提高模型的效率和鲁棒性,采用多分辨率搜索策略(gydF4y2Ba
迭代收敛后最终结果。gydF4y2Ba
降主动脉的分割gydF4y2Ba
主动脉弓的分割gydF4y2Ba
在本文中,我们提出一种检测算法结合海赛矩阵和空间连续性的先验模型。海赛矩阵可用于提取解剖和主动脉边界上的像素gydF4y2Ba
主动脉夹层提取结果。gydF4y2Ba
轮廓像素特征点提取的结果gydF4y2Ba
主动脉夹层的结果gydF4y2Ba
主动脉分割和解剖后膜提取完成后,雷铸造结构进行重构。雷铸造方法是一种直接基于图像序列的体绘制算法(gydF4y2Ba
阅读的三维离散数据字段;设置不同的不透明度值和颜色值的大小根据体素点的像素值。gydF4y2Ba
一线发出从屏幕的每一个点是基于视线的方向,这样光线穿过数据字段和空间gydF4y2Ba
不透明度值和计算每个采样点的颜色值三线性插值算法使用数据值的八个顶点的采样点。gydF4y2Ba
计算所有像素在屏幕上不透明度和颜色值基于累积从前到后顺序。gydF4y2Ba
不透明度值和获得的每个像素的颜色值是投射到屏幕成像生成最终的三维图像。gydF4y2Ba
一组主动脉的最后3 d重建区域如图gydF4y2Ba
主动脉地区的三维可视化。gydF4y2Ba
主动脉夹层的三维可视化。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
三维可视化模型的两个主动脉夹层患者。gydF4y2Ba
第一个患者的主动脉壁夹层形成显示gydF4y2Ba
第二个病人显示主动脉夹层gydF4y2Ba
为了验证CT图像序列检测算法的主动脉提取效果,比较主动脉弓和降主动脉提取结果对该提议的方法与基于预防蛇算法。测试和验证以上两种算法的可靠性,我们通过算法比较提取结果与手册上面结果丰富临床经验的医生和计算重叠率测试本文算法的可靠性;三种方法的提取结果如图所示gydF4y2Ba
主动脉弓和降主动脉分割结果三种方法。gydF4y2Ba
主动脉弓和降主动脉手动分割结果gydF4y2Ba
由养狐业蛇方法分割结果gydF4y2Ba
通过这种方法分割结果gydF4y2Ba
我们可以获得,降主动脉,分割结果养狐业蛇模型和提出的分割算法都是接近真实的目标轮廓。而对于主动脉弓养狐业蛇算法有一定的错误,因为没有形状约束的情况下,曲线很容易受到周围其他组织大纲的干扰在进化的过程中,在图所示gydF4y2Ba
迭代结果基于两种方法。gydF4y2Ba
迭代结果基于预防蛇方法gydF4y2Ba
基于该方法的迭代结果gydF4y2Ba
为了定量描述本文算法的准确性,使用重叠率作为评价指标,gydF4y2Ba
两个分割算法的重叠率。gydF4y2Ba
| 预防蛇方法(主动脉弓)gydF4y2Ba | 我们建议的方法(主动脉弓)gydF4y2Ba | 预防蛇方法(降主动脉)gydF4y2Ba | 我们建议的方法(降主动脉)gydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|---|
| 示例1gydF4y2Ba | 84.52%gydF4y2Ba | 92.32%gydF4y2Ba | 89.75%gydF4y2Ba | 95.59%gydF4y2Ba |
| 示例2gydF4y2Ba | 86.51%gydF4y2Ba | 92.97%gydF4y2Ba | 88.16%gydF4y2Ba | 94.98%gydF4y2Ba |
| 示例3gydF4y2Ba | 87.63%gydF4y2Ba | 93.09%gydF4y2Ba | 90.03%gydF4y2Ba | 93.26%gydF4y2Ba |
| 示例4gydF4y2Ba | 89.95%gydF4y2Ba | 94.65%gydF4y2Ba | 89.80%gydF4y2Ba | 93.76%gydF4y2Ba |
| 示例5gydF4y2Ba | 88.02%gydF4y2Ba | 93.23%gydF4y2Ba | 88.70%gydF4y2Ba | 94.07%gydF4y2Ba |
| 示例6gydF4y2Ba | 88.63%gydF4y2Ba | 93.45%gydF4y2Ba | 89.04%gydF4y2Ba | 94.12%gydF4y2Ba |
提取的准确性,该方法明显的重叠率高于养狐业蛇方法从表中(主动脉弓上分别为93.29%和87.54%,94.30%和89.25%降主动脉)。gydF4y2Ba
介绍一种医学CT图像处理方法快速、准确地获取主动脉夹层特征从巨大的CT图像数据和三维重建结构为医生的临床诊断。本文的算法改进了传统的ASM算法的基础上;不仅更准确地统计模型建立和模型匹配的准确性提高,而且初始化过程结合CT序列的连续性是简化和改进算法的有效性。养狐业蛇算法相比,实验可以是一个强有力的证明,我们的算法可以有效改善主动脉分割的准确性。本文的这种方法可以有效地弥补现有医院设备功能的不足,所以,主治医生和病人可以深入理解和掌握疾病的状态。同时,为其它心血管疾病的诊断和治疗,这种方法具有十分重要的意义。gydF4y2Ba
作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba
这项工作是由中国国家自然科学基金(国家自然科学基金委)(61405143,61405143,61402330)和国家科技重点项目支柱项目(2013 baf06b00)在天津光电检测技术和系统的重点实验室,天津理工大学,中国。gydF4y2Ba