脑白质疏松症mr图像配准及白质区域静脉分割的研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要脑白质疏松症(Leukoaraiosis，LA)一种由多种病因引起以认知功能障碍为主要表现的临床综合症。目前，对LA的诊断除行为测试量表外，影像学如MR图像检查是重要的诊断依据。临床研究发现，脑白质疏松症的发生和进展与脑白质区域的静脉扩张具有相关性。深入研究两者之间的相关性将有助于了解LA发病机制，并为临床诊断治疗提供依据。临床上对LA疾病中静脉扩张程度的判断主要依靠医生对MR图像的主观判断和估计，缺乏客的观量化评价标准，易造成误诊。因此从图像处理学角度对LA病变MR图像中静脉进行分割和量化分析，对于LA的诊断和预后有很重要的意义。LA疾病脑部

2、磁共振T1图像脑组织结构清晰、白质区域明显，但不能显示静脉细节信息；而相位图像静脉细节信息清晰(但脑组织结构和白质区域轮廓却不能清楚显示)，因此，两种图像对于信息的显示有一定的互补性。本文以LA疾病MR图像中白质区域静脉的分割和量化分析为研究目标，应用图像处理学方法，基于T1图像和相位图像具有互补性的特点，进行了脑白质疏松症病人脑部MR图像配准和静脉分割的初步研究。将T1图像和相位图像进行配准，并分割出脑白质区域，对其中的静脉进行了提取和量化工作。研究内容有：l、介绍了医学MR图像处理的相关知识：作为本文的基础知识，扼要说明了医学MR图像配准的概念、过程和方法；介绍了医学MR

3、图像的分割知识，对图像分割算法进行了分类描述。2、T1图像和相位图像配准：首先对两幅图像进行了线性滤波去噪的预处理；然后分别介绍了基于点、基于灰度的互相关和基于灰度最大互信息三种配准方法的原理，并在此基础上对Tl图像和相位图像进行了配准，使其达到了空间上的一致；最后对三种方法的配准结果进行比较，验证了基于灰度的最大互信息配准方法的可行性。3、Tl图像白质区域的分割：首先根据T1图像的特点，利用形态学处理方法对T1图像进行预处理，去除颅骨部分信息；然后，在介绍了K均值聚类分割方法的基础上提出了基于密度的K均值聚类图像分割方法对白质区域轮廓进行了提取；最后，对分割后的结果进行分析

4、，验证了基于密度的K均值聚类的图像分割方法的有效性。4、相位图像白质区域静脉分割及量化：首先，通过空间映射得到了白质区域的静脉信息。然后，利用形态学高帽一低帽变换方法对相位图像白质区域进行预处理，增强图像对比度，突出静脉细节信息；然后使用小波变换方法对均衡化后的直方图去噪，以去除无用信息；去噪完成后，采用基于小波变换的多阈值分割方法对白质区域静脉进行分割：最后，对分割出的静脉信息进行量化分析，得到静脉所占白质区域的面积比例。关键词：脑白质疏松症，核磁共振图像，配准，白质区域分割，静脉分割杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTLeukoaraiosis(LA)isacli

5、nicalsyndromecausedbydifferentkindsofpathogenesis；itsmainclinicalmanifestationispatient’Scognitivedysfunction．Besidesthebehaviourtestscales，imagessuchasMRisfocusedontolearnLAatpresent．ClinicalmedicalstudyindicatesthatthereisrelevancebetweentheprogressesoftheLAandtheexpansionofthevenousofcer

6、ebralwhitemaneLTherefore，explorationtherelationshipbetweenthemwillbehelpfultounderstandthepathogenesisofLA．NowclinicaldiagnosetojudgetheexpansionofvenousismainlybyNeurologist’Sobservingandanalyzingobjectivelythepatients’MRimage．Thisobjectivejudgmentlacksofquantitativeevaluationstandardthatl

7、eadserroneousdiagnosissometimes．SoapplyingimageprocessingmethodtoanalyzewhitemattervenouschangequantitativelyisofmeaningfulfordiagnosisingandprognosisofLA．TheT1flairofLApatients’MRimageCanshowclearlycerebralstructure，boththegreymatterandthewhitematterare