血管三维分割与可视化技术研究

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1、研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复

2、印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：日期：导师签名： 北京理工大学硕士学位论文摘要血管分割与可视化对于血管疾病的诊断和治疗有非常重要的作用，清晰、准确的血管拓扑结构能够为临床介入性治疗提供可靠的诊疗依据。医学图像数据的直接三维分割，能够充分利用切片间的信息，加快处理速度，提高血管分割的准确性和时效性。利用可

3、视化技术重建血管形态，便于医生实时、多角度观察血管结构特点和病变位置，从而准确制定治疗方案和进行手术操作。本文对医学图像中血管三维分割与可视化过程中的关键技术进行了比较详细的介绍和探讨，设计了血管三维分割与可视化的一般框架，并通过实验验证了所选算法的有效性。血管三维分割与可视化框架主要由三部分组成：图像预处理过程、血管三维分割、血管可视化与量化分析等。具体内容如下：(1)图像预处理部分，通过感兴趣区域选择压缩有效数据量，重采样使数据集变为各向同性，利用S形滤波器实现灰度映射，探讨了三种血管降噪和增强方

4、法，实验选定中值滤波来平滑图像，提高图像对比度。(2)血管分割部分，对三维区域增长算法进行了归纳总结，针对生长准则的不同研究了三种区域增长算法，并依此确定粗分割算法。对形变模型中的参数形变模型和几何形变模型进行分析与特点比对，根据血管拓扑结构特点确定细分割算法。(3)在可视化部分，对面绘制、体绘制技术进行了介绍，经过VR（VolumeRendering）、MIP（MaximumIntensityProjection）、MC（MarchingCubes）重建效果比较，采用MC算法生成等值面血管图像，并对

5、表面进行平滑处理。(4)在Mevislab平台下对血管重建结果进行骨架提取和半径测量，采用不同颜色表示血管半径大小，并直接显示于可视化结果。关键词：血管三维分割；三维可视化；形变模型；表面重建；I 北京理工大学硕士学位论文AbstractVascularsegmentationandvisualizationplayimportantrolesforthediagnosisandtreatmentofvasculardisease.Sharpandaccuratevasculartopologycan

6、providereliableinformationforclinicalinterventiontreatmentprocess.Directthreedimensionalsegmentationofmedicalimagescanutilizeinformationbetweenslicesandspeedupprocessingspeed.Reconstructiontechniquescanofferlocationandorientationmessageofvasculaturesrea

7、ltime,whichmakesureaccuratetreatmentplanandsurgicaloperation.Inthispaper,thekeytechnologiesof3Dvascularsegmentationandvisualizationareintroducedanddiscussedinmoredetail,andageneralframeworkisproposedtoimplementthewholeprocess.Theperformanceofthisframewo

8、rkisverifiedbycorrespondingexperiments.Theframeworkconsistsofseveralpartsasfollows:preprocessing,3Dsegmentation,vascularvisualizationandquantitativeanalysis.（1）Inthepreprocessingsection,ROIselectionisadoptedtoreducedatavolume.The